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蛇莓水提物的体外抗菌活性及抗菌机制



全 文 :中图分类号:S 853.74 文献标志码:A 文章编号:1673-4696(2013)06-0645-05
蛇莓水提物的体外抗菌活性及抗菌机制
林居纯a,b,黄 玲a,b,刘 丹a,杨绍林a,文心田a*
(四川农业大学a.动物医学院;b.动物疫病与人类健康四川省重点实验室,四川 雅安 625014)
  摘要:为研究蛇莓水提物的体外抗菌活性及其作用机制,采用牛津杯法和肉汤稀释法检测了蛇莓水提
物对不同菌株的体外抗菌活性;利用光学显微镜和透射电镜观察了亚抑菌浓度(0.5MIC)作用下,蛇莓水提
物对金黄色葡萄球菌ATCC25923和大肠杆菌ATCC25922形态和超微结构的影响。结果显示,蛇莓水提物
(400mg/mL)对金黄色葡萄球菌等5种标准菌株和不同临床菌株均有显著的抗菌活性;蛇莓水提物对金黄
色葡萄球菌ATCC25923,大肠杆菌ATCC25922,沙门菌C79-13,藤黄微球菌CMCC28001和铜绿假单胞菌
ATCC9027的最低抑菌浓度(MIC)分别是1.56,25,6.25,3.13和25mg/mL,最低杀菌浓度值是 MIC的2
倍;在亚抑菌浓度(0.5MIC)作用12h后,金黄色葡萄球菌集聚成团,大肠杆菌呈长菌丝;药物作用后菌体超
微结构发生了明显改变,金黄色葡萄球菌细胞质壁严重分离,胞质空腔化。大肠杆菌表面粗糙,质壁分离和
胞质空腔化不及金黄色葡萄球菌严重。结果提示,蛇莓水提物对不同菌种有较强的抑菌活性,主要作用于细
菌细胞壁或细胞膜发挥抗菌活性。
关键词:蛇莓;水提物;细菌;作用;作用机制
In vitro antibacterial activity and mechanism of the water extract from
Duchesnea indica Focke
LIN Ju-chuna,b,HUANG Linga,b,LIU Dana,YANG Shao-lina,WEN Xin-tiana
(a.College of Veterinary Medicine;b.Key Laboratory of Animal Disease and Human Health of
Sichuan Province,Sichuan Agricultural University,Ya’an625014,China)
  Abstract:To study the in vitro antibacterial activity and mechanism of the water extract from Duc-
hesnea indica,Oxford cup and broth dilution methods were used to detect the antibacterial activity of D.
indica.Light microscope and transmission electron microscope were used to observe the morphology and
ultrastructures of Staphylococcus aureus ATCC25923and EscherichiacoliATCC25922,which were trea-
ted by 0.5minimum inhibitory concentration(MIC)of D.indica extract.D.indica extract(400mg/mL)
had obvious antibacterial activity against 5standard strains and different clinical isolates.D.indicaextract
exhibited the MIC of 1.56,25,6.25,3.13and 25mg/mL against S.aureus ATCC25923,E.coli
ATCC25922,Salmonella C79-13, Micrococcus luteus CMCC28001 and Pseudomonas aeruginosa
ATCC9027,respectively.The value of minimum bactericidal concentration was as much twice as that of
MIC.After the strains were treated with the extract at 0.5MIC for 12h,conglomerate S.aureus and long
hyphostroma of E.coli were observed in morphology.The changes of ultrastructures,such as cel mem-
brane separated from cel wal,cavity emerged in cytoplasm and the uneven surface of cel,were observed in
the treated S.aureus and E.coli.In conclusion,the water extract of D.indica has potent antibacterial acti-
vity against bacterium,and action mechanism of D.indica may be related to induce the changes of cel wal
and cel membrane.
Key words:Duchesnea indica;water extract;bacterium;action;mechanism
收稿日期:2012-11-17;修回日期:2013-02-18
基金项目:四川省教育厅科研项目(10ZA046);四川省优势产业发展急需紧缺专业博士后项目(2007CX01)
作者简介:林居纯(1968-),女,四川隆昌人,副教授,博士。*通信作者,E-mail:xintian3211@126.com
中国兽医科学 2013,43(06):645-649
Chinese Veterinary Science
  蛇莓[Duchesnea indica(Andr.)Focke]是蔷薇
科植物蛇莓的全草,为民间常用草药,始载于《别
录》。味甘、苦、寒,有小毒,入肺、肝、大肠经,具有清
热解毒、凉血止血、消肿及解毒之功效,主要治疗热
病、痢疾、咽喉肿痛、蛇虫咬伤等。现代药理学研究
表明,蛇莓具有抗癌、抗病毒及免疫调节等作用[1-2]。
为进一步研究蛇莓的抗菌活性及机制,本研究以大
肠杆菌等兽医临床常见细菌为对象,观察了蛇莓水
提物对受试菌的体外抗菌活性和超微结构的影响。
1 材料与方法
1.1 药材
  蛇莓全草,夏秋季节采于四川省雅安地区,经动
物疫病与人类健康四川省重点实验室鉴定为正品。
洗净阴干,贮藏于阴凉通风处。
1.2 菌株
    藤黄 微球菌 CMCC28001、铜绿假单胞菌
ATCC9027购自国家兽医微生物菌种保藏中心;大
肠杆菌 ATCC25922、金黄色葡萄球菌 ATCC25923
购自杭州天和微生物试剂有限公司;沙门菌C79-13
由西南民族大学生命科学与技术学院张焕容博士惠
赠。大肠杆菌临床分离菌(10株)、金黄色葡萄球菌
临床分离菌(10株)及沙门菌临床分离菌(10株),均
由动物疫病与人类健康四川省重点实验室保存提供。
1.3 主要仪器及培养基
  双人单面超净工作台:苏净集团安泰公司生产;
隔水式电热恒温培养箱:上海跃进医疗器械厂生产;
光学显微镜:Olympus公司生产;高速冷冻离心机:
德国Eppendorf公司生产;SORVALL FRESCO透
射电镜 H-600:日立公司生产。营养琼脂、麦康凯
琼脂、伊红美蓝琼脂、MH琼脂、MH 液体培养基等
均为杭州天和微生物试剂有限公司产品。
1.4 供试药液的制备
  根据均匀设计试验结果,准确称取20g蛇莓全
草,加蒸馏水(料液比1∶36)煮沸3次,每次1h,合
并3次水煎液,真空减压浓缩得粗提取物称重后,于
4℃冰箱保存备用。对照药物黄连水提物参考文献
[3]制备。临用时分别精密称取以上粗提物,加蒸馏
水配成400mg/mL药液。
1.5 蛇莓水提物体外抗菌活性的检测
  采用牛津杯法检测蛇莓水提物(400mg/mL)对
大肠杆菌ATCC25922等5种标准菌株和3种临床
菌株的体外抗菌活性。将0.1mL菌液(5×105~
1×106 CFU/mL)均匀涂布于 MH 琼脂平板上,将
灭菌牛津杯均匀摆放于平板上,静置10~15min后
将药液加入牛津杯中,置于37℃培养18~24h后,
测量抑菌圈大小,共做3次重复。分别以黄连水提
物(400mg/mL)和蒸馏水作为阳性和阴性对照。结
果判断:抑菌圈直径≥20mm为高度敏感,10~19
mm为中度敏感,<10mm为不敏感[4-5]。
1.6 蛇莓水提物最低抑菌浓度(MIC)和最低杀菌
浓度(MBC)的测定
  采用肉汤二倍稀释法测定蛇莓水提物对大肠杆
菌等5种标准菌的 MIC和 MBC[5]。
1.7 蛇莓水提物对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌形
态的影响
  将蛇莓水提物加至对数生长期的金黄色葡萄球
菌ATCC25923和大肠杆菌ATCC25922(5×105~
1×106 CFU/mL)培养基中,使药物浓度为0.5
MIC,设不加药含菌肉汤为空白对照组,于37℃培
养12h后,取适量培养物于洁净载玻片上,用盖玻
片盖在培养物上,油镜下观察菌体形态[5]。
1.8 蛇莓水提物对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌超
微结构的影响
  将1.7中0.5MIC蛇莓含菌肉汤和不加药含
菌肉汤培养12h后,3 000r/min离心5min收集菌
体,将菌体沉淀物用磷酸盐缓冲液洗涤3次后,按透
射电镜样品制备方法进行样品制备[6],于透射电镜
下观察。
1.9 数据处理与分析
  采用SPSS16.0统计软件进行数据统计分析,
用单因素方差分析法比较蛇莓水提物组与对照组间
的差异显著性。
2 结果
2.1 蛇莓水提物的体外抗菌活性
  体外抗菌活性检测结果显示,除蒸馏水对照无
抗菌活性外,蛇莓和黄连水提物对不同细菌均有抗
菌活性。其中,蛇莓与黄连水提物对大肠杆菌
ATCC25922及临床菌株抑菌圈大小无显著性差异
(P>0.05),对其他菌株有显著或极显著差异(P<
0.05或P<0.01)(见表1)。但按牛津杯法结果判
断标准[4],这2种水提物除对大肠杆菌,黄连对沙门
氏菌临床菌株呈中度活性外,对其余菌株均为高活
性作用。
2.2 蛇莓水提物对5种标准菌的 MIC和 MBC值
  用肉汤稀释法测定蛇莓水提物对5种标准菌株
的 MIC和 MBC可见,蛇莓水提物 MBC等于2倍
MIC,说明蛇莓在体外是起抑菌而不是杀菌作用(见
表2)。
646 中国兽医科学 第43卷
表1 蛇莓水提物对不同标准菌株和临床菌株的抑菌圈
Table 1 The inhibition zones of Duchesnea indica water extract against different standard strains and isolates
菌株
Strains
抑菌圈直径/mm The diameter of inhibition zone
蛇莓(400mg/mL)Duchesnea indica 黄连(400mg/mL)Coptic chinensis
金黄色葡萄球菌ATCC25923
Staphylococcus aureus ATCC25923 25.53±0.16
A 32.91±0.59B
大肠杆菌ATCC25922
Escherichia coli ATCC25922 18.28±0.22
a 18.73±0.16a
沙门菌C79-13
Salmonella C79-13 23.69±0.62
a 21.33±0.64b
藤黄微球菌CMCC28001
Micrococcus luteus CMCC28001 23.43±0.54
A 35.48±0.40B
铜绿假单胞菌ATCC9027
Pseudomonas aeruginosa ATCC9027 21.62±0.13
a 20.82±0.33b
金黄色葡萄球菌临床菌株
Staphylococcus aureus isolates 20.29±0.90
a 24.90±5.15b
大肠杆菌临床菌株
Escherichia coli isolates 17.34±1.50
a 17.62±2.58a
沙门菌临床菌株
Salmonellaisolates 20.77±3.13
a 17.27±2.62b
同一行肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05),不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)
The difference between data with the different smal letters within a row is significant(P<0.05),and the difference between data with the dif-
ferent capital letters is very significant(P<0.01)
表2 蛇莓水提物对5种标准菌株的 MIC和 MBC值
Table 2 MIC and MBC values of Duchesnea indica water extract against 5standard strains
菌株
Strains
最低抑菌浓度/(mg·mL-1)
MIC
最低杀菌浓度/(mg·mL-1)
MBC
金黄色葡萄球菌ATCC25923
Staphylococcus aureus ATCC25923 1.56  3.13
大肠杆菌ATCC25922
Escherichia coli ATCC25922 25.00  50.00
沙门菌C79-13
Salmonella C79-13 6.25  12.50
藤黄微球菌CMCC28001
Micrococcus luteus CMCC28001 3.13  6.25
铜绿假单胞菌ATCC9027
Pseudomonas aeruginosa ATCC9027 25.00  50.00
2.3 蛇莓水提物在亚抑菌浓度下对金黄色葡萄球
菌和大肠杆菌形态的影响
  不含药对照组金黄色葡萄球菌菌体形态清晰、
分散均匀;经0.5MIC蛇莓水提物作用后菌体除少
量细菌呈运动状态外,多数呈静止状态,菌体聚集成
界限模糊不清的菌团。不含药对照组大肠杆菌菌体
形态清晰,呈短杆菌状、分散均匀;药物作用组菌体
聚集成团,菌体呈长菌丝状。
2.4 蛇莓水提物在亚抑菌浓度下对金黄色葡萄球
菌和大肠杆菌超微结构的影响
  透射电镜下,对照组金黄色葡萄球菌细胞壁和
细胞膜完整光滑,结构紧密,细胞膜紧贴细胞壁,细
胞结构清晰,细胞质均匀,具有清晰的二分裂期分裂
缢痕(见图1A);蛇莓水提物组菌体细胞膜与细胞壁
间空隙明显增宽,质壁严重分离,细胞质不均匀,菌
体出现空泡(见图1B),有的细胞质溶解出现大面积
空腔,完全失去其应有的正常结构,细胞死亡。
  对照组大肠杆菌呈棒状,表面光滑,细胞壁完
整、边缘清晰、平整、无缺陷,无裂痕,无质壁分离现
象,细胞质、细胞核致密均匀(见图1C);蛇莓水提物
组大肠杆菌细胞表面粗糙呈皱褶状,出现质壁分离,
细胞质稀薄,甚至解体,有的菌体形成小空泡(见图
1D),但质壁分离及胞质空腔化不及金黄色葡萄球
菌严重。
3 讨论与结论
  蛇莓作为清热解毒类中草药,人医领域对其研
究主要在于抑制肿瘤的作用,其抗菌作用研究报道
较少[7-8],兽医领域更是未见报道。本研究采用牛津
杯法检测蛇莓水提物(400mg/mL)的体外抗菌活
性,结果显示,对所检测菌株(标准菌、临床菌)均有
明显的抗菌活性,其中除对大肠杆菌呈中度抗菌活
746第6期              林居纯等:蛇莓水提物的体外抗菌活性及抗菌机制
图1 不同组金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的超微结构
Fig.1 The ultrastructure of S.aureus and E.coli in different groups
A:对照组金黄色葡萄球菌 35 000×;B:药物作用后金黄色葡萄球菌 30 000×;C:对照组大肠杆菌 25 000×;D:药物作用后大肠杆菌 
17 000×
A:S.aureus untreated;B:S.aureus treated by Duchesnea indica;C:E.coli untreated;D:E.coli treated by Duchesnea indica
性外,对其余菌株呈高度抗菌活性,与对照组黄连水
提物的抗菌活性相当。肉汤稀释法检测结果显示,
蛇莓水提物在体外起抑菌作用,其抑菌活性强于文
献报道的其他中药对相关细菌的抗菌活性[9-11],说
明蛇莓水提物具有较强的体外抑菌活性,有研究开
发的价值。
  本研究采用光学显微镜和透射电镜观察了蛇莓
水提物对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌形态和超微结
构的影响。光学显微镜观察发现,在0.5MIC下,
菌株发生明显的形态改变,金黄色葡萄球菌多数菌
体不运动,集聚成界限不清的菌团;大肠杆菌也同样
集聚成团,有的形成长菌丝。
  透射电镜观察发现,金黄色葡萄球菌经0.5
MIC蛇莓水提物作用后,细胞壁与细胞膜间空隙明
显增宽,质壁严重分离,细胞质溶解形成空腔。可能
是由于蛇莓水提物含有皂甙等活性物质[1,8],与细
胞膜上固醇类物质结合,导致细胞膜受损,细胞膜内
陷造成质壁分离,细胞质固缩形成空腔,细菌死亡。
蛇莓水提物作用后,大肠杆菌超微结构的变化主要
表现为菌体表面粗糙呈皱褶状,菌体质壁分离和细
胞质空腔化不及金黄色葡萄球菌严重,说明蛇莓对
大肠杆菌的作用可能是影响细菌细胞壁或细胞外膜
结构,导致细菌生长受抑制或菌体形态变异呈长菌
丝。从抑菌试验结果可知,蛇莓水提物对金黄色葡
萄球菌的抗菌活性大于对大肠杆菌,这似乎显示蛇
莓通过作用于细胞膜,引起质壁分离和细胞质空腔
化而呈现的抗菌活性,比通过作用于细菌细胞壁的
强。以上结果说明蛇莓水提物对不同细菌,其作用
机制有差异性,或通过作用于细菌细胞壁,或作用于
细胞膜引起质壁分离,细胞质空腔化发挥达到抑制
或杀灭细菌作用。
参考文献(References)
[1] 徐智勇.中药蛇莓的化学成分与药理学研究进展[J].中医药导
报,2006,12(11):80-82.
XU Zhi-yong.Study progress in chemical composition and
pharmacology of Indian mockstrawberry herb[J].Guiding
Journal of TCM,2006,12(11):80-82.(in Chinese)
[2] 袁晓环,夏清平,贾艳梅.中药蛇莓的研究及应用进展[J].中国
林副特产,2008,96(5):92-93.
YUAN Xiao-huan,XIA Qing-ping,JIA Yan-mei.Progress in
research and application of Indian mockstrawberry herb[J].
Forest By-Product and Speciality in China,2008,96(5):92-
93.(in Chinese)
[3] 王志华,陈碧,陈新玉.黄连提取方法的试验研究[J].实用药物
与临床,2008,11(3):191-192.
846 中国兽医科学 第43卷
WANG Zhi-hua,CHEN Bi,CHEN Xin-yu.Research of extract
method of Rhizoma Coptidis[J].Practical Pharmacy and
Clinical Remedies,2008,11(3):191-192.(in Chinese)
[4] 杜锐,韩文瑜,雷连成.金黄色葡萄球菌中草药抑菌剂的筛选研
究[J].中国兽药杂志,2006,40(9):10-13.
DU Rui,HAN Wen-yu,LEI Lian-cheng.Screening of the Chi-
nese herbal medicine bacterial inhibitor on Staphylococcus
aureus[J].Chinese Journal of Veterinary Drug,2006,40(9):
10-13.(in Chinese)
[5] 陈奇.中药药理研究方法学[M].北京:人民卫生出版社,1993:
259-264.
CHEN Qi.Methodology in Pharmacological Study on Chinese
Herbal Medicine[M].Beijing:People’s Medical Publishing
House,1993:259-264.(in Chinese)
[6] 陶翠,魏琴,殷中琼,等.油樟叶挥发油对三种真菌的抗菌效果
[J].中国兽医科学,2011,41(1):89-93.
TAO Cui,WEI Qin,YIN Zhong-qiong,et al.Antifungal activi-
ty of the essential oil from Cinnamomum longepaniculatum
leaves against three species of fungi[J].Chinese Veterinary
Science,2011,41(1):89-93.(in Chinese)
[7] 梁薇,梁莹,应惠芳.蛇莓抗菌作用的实验研究[J].咸宁学院学
报:医学版,2005,19(3):167-168.
LIANG Wei,LIANG Ying,YING Hui-fang.Antibacterial
effect of Duchesnea indica Focke[J].Journal of Xianning
College:Medical Science,2005,19(3):167-168.(in Chinese)
[8] 朱玉兰,刘惠萍,谢大斌.蛇莓有效成分的提取及抑菌试验[J].
总装备部医学院学报,1999,1(2):82-84.
ZHU Yu-lan,LIU Hui-ping,XIE Da-bin.Extraction of effec-
tive component and bacteriostatic test of Duchesnea indica
Focke[J].General Armament Department of the Journal of
Medicine and Medical Sciences,1999,1(2):82-84.(in Chi-
nese)
[9] 曾晓黎.绞股蓝的体外抗菌活性试验[J].中成药,1999,21(6):
308-310.
ZENG Xiao-li.The antibacterial activity test of Gynostemma
pentaphylla in vitro[J].Chinese Traditional Patent Medi-
cine,1999,21(6):308-310.(in Chinese)
[10] 罗庆华,卢成英,李立君.10种中草药的体外抑菌试验[J].中
国兽医科技,2002,32(3):38-39.
LUO Qing-hua,LU Cheng-ying,LI Li-jun.Bacteriostatic test
of ten Chinese herbs in vitro[J].Chinese Journal of Veteri-
nary Science and Technology,2002,32(3):38-39.(in Chi-
nese)
[11] 张霞,艾启俊,孙忠宝,等.中草药提取物对沙门菌的抑菌效果
研究[J].食品工业科技,2010,31(1):88-90.
ZHANG Xia,AI Qi-jun,SUN Zhong-bao,et al.Study on anti-
bacterial effects of Chinese herbs extracts on Salmonella[J].
Science and Technology of Food Industry,2010,31(1):88-
90.(in Chinese)
(编辑 胡志敏) 
946第6期              林居纯等:蛇莓水提物的体外抗菌活性及抗菌机制