A Bai Ji Zhong kémiai összetevőinek azonosítása és a Staphylococcus aureus gátlási mechanizmusának vizsgálata
Az antibiotikumokat a 20. század "csodaszereinek" tartják. Az antibiotikumok túlzott emberi felhasználása miatt azonban a baktériumok rezisztenciája kialakult. Várhatóan 2050-re a bakteriális fertőzések által az embereknek okozott globális vagyoni veszteségek elérik az $100 billió forintot. A Staphylococcus aureus egy gyakori, élelmiszerrel terjedő patogén baktérium, amely légúti, emésztőrendszeri és húgyúti fertőzéseket okozhat. Jelenleg a klinikai gyakorlatban használt antibakteriális gyógyszerekkel olyan problémák vannak, mint a korlátozott szerkezeti típusok, a gyakori toxikus mellékhatások és a növekvő gyógyszerrezisztencia. Ezért sürgősen szükség van új típusú antibakteriális gyógyszerek kifejlesztésére.
A természetes termékeket még mindig az új gyógyszerek felfedezésének kincsesbányájának tekintik. Az amerikai Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hivatal (FDA) szerint a klinikai gyógyszerek több mint fele természetes termékekből vagy azok szintetikus származékaiból származik, és mintegy 200 mikrobiális forrásból származó természetes antibiotikumot használnak közvetlenül gyógyszerként.
A Baiji, más néven jácint orchidea, jácint baiji vagy Ulan, gumóit gyakran használják gyógyászati részekként. Íze édes, keserű és fanyar, enyhén hideg jellegű. Hatásai: összehúzó, vérzéscsillapító, duzzanatcsökkentő és izomregeneráló. Gyakran használják felköhögés és vérhányás, külső vérzés, fekélyek és mérgek, bőrrepedés, fekélyvérzés stb. kezelésére. Fő összetevői közé tartoznak a poliszacharidok, fenantrén, fenantrénkinon, dibenzol, triterpenoidok, lignánok és szerves savak. Farmakológiai vizsgálatok kimutatták, hogy a Bai Ji különböző biológiai aktivitásokkal rendelkezik, mint például gyulladáscsökkentő, fibrózisellenes, tumorellenes és immunszabályozó hatású, de kevés jelentés szól antibakteriális mechanizmusáról. Ezért ebben a kísérletben a Staphylococcus aureus-t választottuk kutatási tárgynak, hogy megvizsgáljuk a kivonat és a monomer vegyület antibakteriális aktivitása közötti különbséget. Az alkalikus foszfatáz (AKP), a DNS-szivárgás mértékének és a bakteriális elektronmikroszkópos morfológiának a baktériumoldatban történő mérésével vizsgálták a vegyület hatását a Staphylococcus aureus sejtmembránfalára, elméleti alapot szolgáltatva a Staphylococcus aureus átfogó felhasználásához és új antibakteriális szerek kifejlesztéséhez.

Ez a kísérlet az antibakteriális aktivitásra összpontosít, és kromatográfiás elválasztási technológiát alkalmaz a Baiji hagyományos kínai gyógyszer kémiai összetevőinek izolálására és tisztítására. Összesen 10 vegyületet (1-10) izoláltunk és azonosítottunk, köztük 6 fenantrénvegyületet (1-6) és 4 kumársav-analógot (7-10). A kumársav-analógok első ízben történő felfedezése a Platycodon nemzetség növényeiben fontos iránymutató jelentőséggel bír az Orchidaceae családba tartozó növények gazdag kémiai összetételét illetően.
A vegyületek antibakteriális mechanizmusának feltárása során először a kivonatok és a monomer vegyületek antibakteriális aktivitását vizsgálták. A vizsgálati eredmények azt mutatták, hogy a vizsgált vegyületek közül a 6. vegyület rendelkezett a legjobb antibakteriális aktivitással a Staphylococcus aureus ellen (MIC0,01mh/mL), és az antibakteriális hatás dózisfüggő volt. A SEM eredmények azt mutatták, hogy a vegyület károsította a baktérium sejtfalát és membránját, intracelluláris anyagok szivárgását okozva. Ezenkívül az AKP enzimtartalom és a PI szonda fluoreszcencia-intenzitásának változása tovább bizonyította a 6. vegyület baktérium membránok károsodását. Klinikai alkalmazásban az Atractylodes macrocephala kivonata gyorsíthatja a sebgyógyulást és megelőzheti a fertőzéseket, ami arra utal, hogy az Atractylodes macrocephala antibakteriális tulajdonságai a 6. vegyülettel és más fenantrénszármazékokkal hozhatók összefüggésbe.
A fenantrénvegyületek a szerkezeti típusok szempontjából a kereskedelmi forgalomban kapható antibiotikumoktól (β-laktámok, makrolidok, kinolonok) teljesen eltérő szerkezetű természetes termékek. Ebben a tanulmányban a fenantrénvegyületek jó antibakteriális hatást mutattak, ami inspirációt nyújt a jelenlegi antibakteriális gyógyszerek bőségéhez. Az új fenantrén antibiotikumok kifejlesztése várhatóan megoldja a gyógyszerrezisztens baktériumok problémáját. Az irodalmi jelentések szerint még az azonos típusú fenantrénvegyületek is különböző antibakteriális mechanizmusokat mutathatnak. Például a blestricin elsősorban a Staphylococcus növekedését gátolja a bakteriális membránpotenciál és integritás megzavarásával, míg az aristoloxazin C a Pseudomonas aeruginosa növekedését a sejtfal lebontásának és ablációjának indukálásával gátolja. Szerkezetileg a fenantrénvegyületek az élő szervezetekben könnyen kinonokká alakulnak át, ami félkinon szabadgyökök termelődéséhez és antibakteriális aktivitás kialakulásához vezet. Ez arra utal, hogy tovább kell vizsgálni a fenantrénvegyületek antibakteriális mechanizmusát. Összefoglalva, kutatásunk előzetesen megerősítette a fenantrén antibakteriális mechanizmusát a bakteriális membránok megbontásával, kísérleti adatokat szolgáltatva a fehér és antibakteriális szerek farmakológiai anyagalapjához.