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我国科研团队揭示血根碱对抗副溶血性弧菌的协同机理


 

随着全球水产养殖业的集约化发展,致病性微生物感染已成为制约产业可持续发展的瓶颈。近日,一项发表在国际海洋科学权威期刊《Frontiers in Marine Science》(《海洋科学前沿》)上的研究成果引起了学术界与产业界的广泛关注。该研究由来自农业农村部淡水渔业健康养殖重点实验室、浙江省鱼类健康与营养重点实验室, 湖州市渔业环境与水产品质量安全重点实验室、浙江省淡水水产研究所(浙江省淡水渔业环境监测站)多位学者共同完成,深入解析了血根碱(Sanguinarine)对水产重要病原菌副溶血性弧菌的抗菌活性及其复杂的分组机制,为开发绿色、高效的天然抗生素替代品提供了强有力的科学依据。

水产养殖的“隐形杀手”与天然药物的曙光

副溶血性弧菌(Vibrio parahaemolyticus)是水产养殖中最具威胁的食源性致病菌之一,常导致虾、蟹、鱼类发生大规模死亡,给全球渔业造成重大的经济损失。长期以来,抗生素是防治此类感染的主要手段,但其广泛使用所引发的细菌耐药性问题与环境污染风险日益严峻。因此,从传统中草药中挖掘新型抗菌活性物质,已成为相关产业的重要研究热点。

血根碱(Sanguinarine)是一种主要提取自罂粟科植物博落回(Macleaya cordata)的苯并菲啶类生物碱。长期以来,其卓越的抗炎、肠道健康维护以及广谱抗菌活性备受关注。然而,针对副溶血性弧菌(Vibrio parahaemolyticus)的具体作用靶点与分子机制,学术界此前仍缺乏系统性的深入阐明。

表型实验:精准打击,多维抑制

研究团队首先通过体外实验评价了血根碱的抑菌活性。结果显示,血根碱对副溶血性弧菌具有显著的直接杀伤作用,其最小抑菌浓度(MIC)为62.5 μg/mL

通过先进的电子显微镜观察,研究人员捕捉到了血根碱摧毁细菌的直观过程。血根碱能迅速作用于细菌的防御工事”—细胞膜,导致其细胞超微结构发生物理性破损,膜通透性急剧增加,致使细胞内容物外泄,细菌随之解体。

更具临床意义的是,在亚抑菌浓度(低于最小杀菌浓度)下,血根碱仍表现出显著的毒力抑制作用。它能有效抑制细菌生物膜形成,并明显削弱细菌的游泳(swimming)和群集(swarming)运动能力。这表明血根碱不仅具有直接杀菌作用,还能阻断细菌在宿主体内的定植与扩散,从而大幅降低其致病性。

动物实验:显著提升感染个体存活率

为了验证实验室成果在实际养殖环境中的转化潜力,研究团队以罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)为模型进行了体内攻毒实验。实验数据显示,在饲料中添加适量血根碱(含量98%剂量分别为0.5 gkg1.0 gkg)后,感染副溶血性弧菌的罗氏沼虾展现出了极强的生命力:其肝胰腺中的细菌载量显著下降,生存率较对照组大幅提升。病理切片分析进一步证实,血根碱能有效修复受损的肝胰腺组织。这一结果有力地证明了血根碱作为饲料添加剂在防治弧菌病方面的应用前景。

组学揭示:干扰能量代谢的核心中枢

为了从分子水平解开血根碱抗菌的黑匣子,研究团队运用了转录组学技术。分析揭示了1657个差异表达基因,描绘出一幅血根碱全面干扰细菌生理机能的宏伟图景。

研究发现,血根碱的作用机制并非单一靶点,而是多箭齐发

  • 干扰信号传导:显著下调细菌的双组分系统(Two-component system)。该系统相当于细菌的“指挥中心”,负责感知外部环境信号并启动防御与致病程序,其功能受抑可有效阻断细菌的应激响应。
  • 破坏能量代谢这是本研究的核心发现之一。血根碱显著抑制细菌的三羧酸循环(TCA循环)和氧化磷酸化途径。TCA循环被誉为细胞的“能量工厂”,其受阻导致ATP产生锐减,细菌生理功能严重受损乃至瘫痪。
  • 阻断营养利用下调脂肪酸降解等关键代谢途径,进一步削弱细菌在资源匮乏或严苛环境中的生存与适应能力。

迈向可持续发展的绿色养殖

本研究的发表,不仅在药理学层面拓展了苯并菲啶类生物碱的抗菌谱系,更在生产实践层面为水产养殖业“减抗替抗”行动提供了切实可行的技术路径。

血根碱通过干扰三羧酸循环(TCA循环)这一细菌基础代谢通路,有效抑制弧菌生长,充分体现了兽用中药有效成分“多靶点、深层次”的作用机制。

 

 

博落回散作为一种可长期添加于饲料的兽用中药散剂,其主要成份就是血根碱,具有整肠、抗炎、促生长等多重功效,同时具备生物降解性强、不易诱导多重耐药性等天然优势。随着相关应用研究的不断深化,博落回散有望成为构建绿色、安全、可持续现代水产养殖体系的重要工具。

 

参考文献:
HuangL.ChuK.ZhengA.et al. 2026. Antibacterial activity and mechanism of sanguinarine against Vibrio parahaemolyticus. Frontiers in Marine Science 121755289. DOI10.3389fmars.2025.1755289

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