荧光定量PCR仪在铜绿假单胞菌基因表达检测中评估药物作用的应用研究

Jan,04,2026 << Return list

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博清生物科技(南京)有限公司研发的荧光定量PCR仪系列产品,融合自主开发的实时动态精准温控技术及多通道荧光检测系统,具备轻巧便携、操作简便及检测高效等特点,可适配移动实验室、现场检测等多种应用场景。本研究以穿心莲内酯干预铜绿假单胞菌为模型,利用博清生物BOD-16PE型荧光定量PCR仪检测耐药相关mexB基因的表达变化,验证该仪器在药物对病原体基因表达影响研究中的应用效能,为抗菌药物研发及耐药性防控提供技术参考。

一、材料与方法

(一)实验材料

菌株:铜绿假单胞菌标准株PAO1。药物:穿心莲内酯(纯度≥98%,)。仪器:博清生物BOD-16PE型荧光定量PCR仪(4通道荧光检测,16孔反应模块,7寸触摸屏操作)、博清生物BHT-16T型核酸提取仪、超纯水机(博清生物)、高速冷冻离心机。试剂:细菌总RNA提取试剂盒、逆转录试剂盒、SYBR Green qPCR Mix。

(二)细菌培养与药物干预

将铜绿假单胞菌PAO1株接种于LB液体培养基,37℃、180r/min振荡培养至对数生长期(OD₆₀₀=0.6~0.8)。设置药物浓度梯度为50、100、150、200μg/mL,同时设立无药物干预组作为对照组,每组3个复孔。将不同浓度穿心莲内酯加入菌液中,37℃继续培养24h,收集菌液用于后续RNA提取。

(三)总RNA提取与逆转录

按照细菌总RNA提取试剂盒说明书,采用博清生物BHT-16T型核酸提取仪自动化提取各组菌液总RNA,通过超微量分光光度计检测RNA纯度(A₂₆₀/A₂₈₀=1.8~2.0)及浓度,琼脂糖凝胶电泳验证RNA完整性。以总RNA为模板,按照逆转录试剂盒说明书合成cDNA,反应条件:42℃逆转录60min,70℃灭活15min,产物置于-20℃保存备用。

(四)qPCR检测与仪器性能验证

qPCR反应体系(20μL):SYBR Green qPCR Mix 10μL,上、下游引物各0.8μL(10 μmol/L),cDNA模板2μL,无酶水6.4μL。设置反应程序:预变性95℃ 3min;循环扩增95℃ 10s,60℃ 30s,40个循环,同时采集荧光信号;熔解曲线分析95℃ 15s,60℃ 1min,95℃ 15s,升温速率0.5℃/s。

仪器性能验证:以梯度稀释的mexB基因重组质粒(10¹~10 拷贝/μL)为模板构建标准曲线,计算相关系数(R²)及扩增效率;对同一批样品进行3次重复检测,计算Ct值的变异系数(CV);通过熔解曲线分析验证扩增特异性,确保单一峰值无引物二聚体。

二、结果

(一)博清生物荧光定量PCR仪性能验证结果

标准曲线分析显示,mexB基因在10¹~10 拷贝/μL范围内线性关系良好,标准曲线方程为y=-3.35x+38.62,相关系数R²=0.999,扩增效率为99.2%,符合qPCR检测的技术要求(扩增效率90%~110%,R²≥0.99)。重复性实验中,同一样品3次重复检测的Ct值变异系数为1.2%~2.8%,均<3%,表明仪器检测重复性优良。熔解曲线分析显示,mexB基因及内参基因均呈现单一尖锐峰值,无引物二聚体及非特异性扩增条带,证实引物特异性良好。

(二)穿心莲内酯对铜绿假单胞菌mexB基因表达的影响

与对照组相比,不同浓度穿心莲内酯干预后,铜绿假单胞菌mexB基因mRNA相对表达量均显著下调(P<0.05),且呈现一定的浓度依赖性趋势。其中,50、100、150、200μg/mL组mexB基因相对表达量分别为0.04±0.03、0.06±0.07、0.09±0.03、0.04±0.03,对照组为0.24±0.04。各组间比较显示,穿心莲内酯浓度对mexB基因表达的抑制作用无显著统计学差异(P>0.05),提示在实验浓度范围内,穿心莲内酯对mexB基因的抑制效应趋于稳定。

三、讨论

铜绿假单胞菌的耐药性主要与外排泵系统过度表达相关,mexAB-oprM外排泵是其最重要的耐药外排泵之一,mexB基因作为该外排泵的核心功能基因,其表达水平直接影响细菌对药物的耐受能力。穿心莲内酯作为一种天然中草药活性成分,已被证实具有广谱抗菌及逆转细菌耐药性的作用,但其对铜绿假单胞菌外排泵基因表达的调控机制尚需深入研究。

本研究采用博清生物BOD-16PE型荧光定量PCR仪,成功检测了穿心莲内酯干预后铜绿假单胞菌mexB基因的表达变化。仪器性能验证结果表明,该仪器具备优良的线性关系、扩增效率及重复性,且4通道荧光检测系统可同时适配多种引物及探针,满足多重检测需求。其内置的7寸触摸屏及独立运行功能,无需连接电脑即可完成实验操作,适配实验室常规检测及现场快速分析场景,与传统大型qPCR仪相比更具灵活性。

实验结果显示,穿心莲内酯可显著下调铜绿假单胞菌mexB基因的mRNA表达量,提示其可能通过抑制外排泵基因表达,减少抗菌药物的外排,从而增强细菌对药物的敏感性,这与李洪涛等的研究结果一致。该结果进一步证实,博清生物荧光定量PCR仪可精准捕捉药物作用下病原体基因表达的细微变化,为阐明药物抗菌机制提供可靠的定量依据。

内参基因的选择是确保qPCR结果准确性的关键,需满足在不同实验条件下表达稳定的特点。本研究选用16S rRNA基因为内参,其在铜绿假单胞菌中高度保守且表达稳定,经GeNorm软件评估,其表达稳定性M值<0.5,符合内参基因的选择标准。博清生物科技(南京)有限公司研发的qPCR仪自带的数据分析软件可自动完成内参校正及相对定量计算,简化了数据处理流程,提高了实验效率。

博清生物科技(南京)有限公司研发的BOD-16PE型荧光定量PCR仪具备高灵敏度、高稳定性及操作便捷等优势,可有效应用于药物对病原体基因表达影响的定量分析。本研究通过该仪器证实穿心莲内酯可下调铜绿假单胞菌mexB基因表达,为天然药物抗菌机制研究及耐药性干预提供了技术支撑。该仪器在病原体核酸定量检测、药物研发及临床诊断等领域具有广阔的应用前景。