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茶树油纳米脂质体对大肠杆菌的抗菌活性
尽管抗生素被用作饲料添加剂来对抗动物的各种细菌感染性疾病，但耐药菌株的不断出现限制了其有效性。由于植物精油表现出显着的抗菌活性，因此它们被认为是缓解抗生素耐药性问题的潜在候选者。了解：茶树油纳米脂质体：体外和体内针对大肠杆菌的优化、表征和抗菌活性。图片来源：ronstik/Shutterstock 在最近的一项家禽科学研究中，研究人员配制了茶树油纳米脂质体 (TTONL)，并分析了它们对对家禽业产生重大影响的致病性大肠杆菌 (E. coli) 的抗菌效果。当前研究的主要目标是开发一种新药来促进...
茶树油纳米脂质体对大肠杆菌的抗菌活性
尽管抗生素被用作饲料添加剂来对抗动物的各种细菌感染性疾病，但耐药菌株的不断出现限制了其有效性。 由于植物精油表现出显着的抗菌活性，因此它们被认为是缓解抗生素耐药性问题的潜在候选者。
Lernen: Teebaumöl-Nanoliposomen: Optimierung, Charakterisierung und antibakterielle Aktivität gegen Escherichia coli in vitro und in vivo. Bildquelle: ronstik/Shutterstock
在最近的一次 家禽科学 在这项研究中，研究人员配制了茶树油纳米脂质体（TTONL），并分析了它们对显着影响家禽业的致病性大肠杆菌（E. coli）的抗菌效果。 目前研究的主要目的是开发一种新药来促进中国可持续健康的畜牧业。
家禽大肠杆菌感染
尽管大多数大肠杆菌菌株是非致病性的并且天然存在于肠道中，但一些强毒菌株可引起克罗恩病、胃肠炎和出血性结肠炎。 此外，致病性大肠杆菌会引起大肠杆菌病，这是一种在家禽中常见的全身或局部感染。 大肠杆菌病还与多个器官病变有关，例如气囊炎、肝周炎和腹膜炎，导致家禽显着死亡。
大肠杆菌的细胞壁主要由脂多糖 (LPS) 组成，这种细菌的细胞裂解会导致 LPS 大量释放，从而引发炎症反应。 在这种情况下，NLRP3被发现在大肠杆菌感染期间诱导炎症反应中发挥重要作用。 介导晚期炎症的另一个因素是 HMGB1。
茶树油 (TTO) 和纳米脂质体
TTO 是从茶树叶子中提取的精油。 这种精油具有浅黄色至透明的颜色和新鲜的樟脑气味。 通常，茶树发现于澳大利亚昆士兰州南部到新南威尔士州北部的海岸。
TTO 有许多药用用途，包括治疗疱疹、痤疮、疥疮、昆虫叮咬和微生物皮肤感染。 重要的是，这种精油对大多数细菌和真菌的最低抑制浓度 (MIC) 低于 1%。 因此，TTO被认为是一种有前途的抗菌剂。
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Terpinen-4-ol和α-terpineol是TTO的主要成分，具有促进抗菌活性。 从机制上讲，这些成分的杀菌作用与微生物细胞膜的破坏有关，导致细胞裂解。
除了其优点之外，限制TTO应用的一些局限性包括其不溶于水、性质不稳定以及其活性成分暴露在空气中时容易发生变化。 这些缺点可以通过使用纳米脂质体来克服，纳米脂质体是一种在水介质中自组装形成的两层囊泡载体系统。
携带精油的纳米脂质体通过细胞相互作用（例如吞噬作用、吸附和融合）到达目标位点。 重要的是，这些都显着改善了精油在储存和使用过程中稳定性差的问题。 在这项研究中，TTONL 经过优化生产，可抑制家禽中的大肠杆菌疾病。
TTONL的合成与表征
TTONL 采用薄膜水合和超声技术合成。 使用 Box-Behnken 响应面方法优化了开发过程。 确定TTONL合成的最佳条件为卵磷脂与胆固醇质量比为3.7:1、水合介质pH为7.4、TTO浓度为0.5。 这些条件导致 TTONL 封装率为 80.31 ± 0.56%。
透射电子显微镜（TEM）分析表明TTONL接近球形且尺寸均匀。 这种含有TTO的双层结构的平均粒径为227.8±25.3 nm，带负电荷。 TTONL 的特征吸收峰显示脂质体基本骨架的修饰不显着。 重要的是，实验结果表明，TTONL 在 4°C 下 35 天比在室温下更稳定。
TTONL的抗菌功效
通过体外和体内实验评估了 TTONL 对大肠杆菌的抗菌活性。 对于体内研究，在感染大肠杆菌病的鸡中检查了 TTONL 的有效性。
MIC测试结果表明，纳米脂质体提高了TTO对多种大肠杆菌菌株的抗菌效果。 用75mg/ml TTONL处理8小时后，观察到对测试菌株的完全杀菌活性。
体外实验表明，TTONL 暴露对大肠杆菌菌株造成不同程度的结构损伤。 一项体内研究发现，口服 TTONL 可显着减轻感染鸡的临床症状和肠道病变。 重要的是，TTONL 处理显着降低了大肠杆菌感染鸡的盲肠和十二指肠中 NLRP3 和 NF-κB 的 mRNA 表达。
结论
新合成的 TTONL 显示出更高的包封率、更慢的释放和更高的稳定性，并对测试的病原体具有良好的抗菌活性。 考虑到所有实验结果，当前的研究强烈建议预防性使用 TTONL 来治疗禽类细菌性疾病。
参考：
- Bo, R. et al. (2023) „Teebaumöl-Nanoliposomen: Optimierung, Charakterisierung und antibakterielle Aktivität gegen Escherichia coli in vitro und in vivo“, Poultry Science, 102(1), p. 102238. doi: 10.1016/j.psj.2022.102238. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S003257912200534X?via%3Dihub
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