我们首次发现稀有人参皂苷可以有效杀害口腔有害菌。
牙龈卟啉单胞菌(ATCC 33277)、具核梭杆菌(ATCC 10953)、产气荚膜杆菌(ATCC 13124)定植到血厌氧培养基上,放入厌氧培养箱中,37 ℃ 培养48 h。厌氧培养箱中的气体成分为 5% (v/v) CO2, 10% (v/v) H2, and 85% (v/v) N2。最终菌体浓度用 GAM 液体培养基稀释混悬到 108 CFU/mL。红霉素,氯己定,用 DMSO 溶解稀释到浓度10 mg/mL 作为阳性对照,样品用 DMSO 溶解,浓度为20 mg/mL。
将连续培养 4 天的具核梭杆菌生物膜置于 600 倍激光共聚焦显微镜下观察,两种染色剂分别把活细胞染成了绿色,把死细菌染成了红色。如图所示,未添加任何试剂的具核梭杆菌在玻片上形成较厚的生物被膜,视野内都是活细菌;添加了MBC水平人参低极性皂苷的具核梭杆菌在玻片上,一片死细菌,呈碎片状结构,而添加 MIC 水平的人参低极性皂苷时,视野内呈暗黄色,死细菌与活细菌叠加显示黄色,其数目不同视野内的亮度也发生了相应的变化。实验发现人参低极性皂苷可以杀死细菌,并能杀死在被膜中的细菌。
具核梭杆菌生物被膜荧光图, A:对照组;B:1/2 最小抑菌浓度(1/2MIC);C:最小抑菌浓度(MIC);D:最小杀菌浓度(MBC)
如图所示,图A是典型的具核梭状杆菌的细胞形态,具有完整的细胞壁以及均一的细胞内成分。图B为经过最小抑菌浓度(MIC)浓度一半条件下处理 8 h 以后的细菌形态,图中看不到完整的细胞形态,细胞壁破裂并且与细胞膜分离,核酸以及蛋白质等相关细胞容物在细胞膜附近聚集和凝结。图C为最小抑菌菌浓度(MIC)条件下处理 8 h 以后的细菌形态,较图B,细胞壁已基本破裂。图D为最小杀菌浓度(MBC)细胞的形态完全破坏,细胞壁以及细胞膜破裂,核酸以及蛋白质等相关细胞内容物溶出,分散在细菌培养液中。
具核梭状杆菌经过人参低极性皂苷处理后细菌形态的变化;A:对照组;B:最小抑菌浓度(1/2MIC);C:最小抑菌浓度(MIC);D:最小杀菌浓度(MBC)
实验结果证实,转化后人参低极性皂苷具有良好的抑菌活性;其中一个主要原因是人参皂苷经过热转化后,脱糖,脱水,导致化合物极性的降低,极性降低使化合物更易与微生物胞体膜外蛋白的结合,从而导致细胞膜破裂。对人参皂苷抗菌活性的构效关系也可以说明,随着极性的降低其抑菌活性增加。