金环蛇抗菌肽BF-30对细菌生物被摸的抑制作用及其机理研究文献综述

开题报告内容：（包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述，不少于2000字）

一、实验背景

生物被膜（Bacterial biofilm，BF）是指细菌粘附于接触表面，分泌多糖基质、纤维蛋白、脂质蛋白等，将其自身包绕其中而形成的大量细菌聚集膜样物^［1］。包被有生物被膜的细菌称为被膜菌(biofilm bacteria)，被膜菌无论其形态结构、生理生化特性、致病性还是对环境因子的敏感性等都与浮游细菌有显著的不同，尤其对抗生素和宿主免疫系统具有很强的抵抗力和免疫逃避性，从而导致严重的临床问题，引起许多慢性和难治性感染疾病的反复发作^[2]。

被膜菌的耐药机制是多方面的，由于菌的个体不同，耐药机制也不尽相同。目前关于细菌生物被膜耐药机制的解释主要有以下5种：（1）生物被膜的屏障作用，即被膜菌胞外多糖基质阻止抗生素接触包裹于被膜内的细菌，但不同细菌被膜阻止渗透作用也不一样。（2）细菌生物被膜的微环境改变，就是被膜菌营养物质浓度的微阶梯梯度。某些物质的耗尽或某些代谢性抑制物的聚集都会导致细菌进入非生长状态,从而逃避抗生素的作用。（3）类似芽胞细胞分化状态的形成，细菌生物

膜中分化为类芽孢生长状态的细胞亚群具有广谱的耐药性。使得即使很薄不能对抗生素或代谢产物形成屏障作用的细菌生物膜,也发生了耐药现象。（4）细菌生长缓慢与应激反应 当被膜深层细菌营养缺乏时,其生长代谢速度缓慢,不再以指数增长,甚至不生长,却对抗生素的耐药性增加。细菌生物被膜内细菌的缓慢生长不是由于营养的限制,而是由于生长速度启动的普遍应激反应(General stress response),应激反应使细菌的生理学改变,使其在各种环境下得到保护^[3]。（5）群体感应( Quorum sensing,QS)，即指细菌通过自身产生的自诱导因子，感知周围同类细菌的多寡或密度并调控基因表达的系统。细菌生物被膜的形成是一个复杂的系统工程,受到多种信号分子的调控，其中QS系统是主要的调控系统之一,在细菌生物被膜形成中起重要作用^[4]。

Cathelicidin是一类N-端有一段Cathelin结构域而C-端含有高度特异的成熟肽段的抗菌肽家族,主要发现于哺乳动物。大多数对革兰阴性菌和革兰阳性菌均有良好的抗菌作用,对某些真菌,原生动物,尤其对耐药性细菌有杀灭作用,并能选择性杀伤肿瘤细胞,抑制病毒的复制。Cathelicidin-BF不易产生耐药。可能是由于抗菌肽具有多靶点的作用机制。研究表明抗菌肽一方面可以作用于宿主细胞,激活机体的免疫功能,增加机体对病原体的抵抗力;另一方面可以通过增加细胞膜通透性,破坏细胞膜的完整性、阻断细胞膜组分合成或者抑制细胞呼吸、抑制生物大分子的合成,包括DNA、RNA和蛋白质等方式直接导致靶细胞死亡^[5]。

除了抗菌活性以外,Cathelicidin还具有其他重要的生物学功能,包括促进创伤修复,作为化学引诱剂召集炎症细胞到达炎症部位,诱导血管生成,结合内毒素,以及诱导细胞溶解等。这些效应与病原体的清除并没有直接的联系,但Cathelicidin的这些生物学效应增强了宿主的防御机制,促使机体能够从病原体感染中恢复过来,有着非常重要的意义^[6]。

二、实验目的

本实验通过建立铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌生物被膜模型，研究抗菌肽BF-30对细菌生物被膜的抑制及其机理。

三、实验内容