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抗菌素耐药性的上升加剧了人们对抗菌光动力灭活（aPDI）和抗菌蓝光（aBL）作为传统抗生素替代方案或辅助方案的关注。然而，化学性质不同的光动力处理是否会诱导共同的细菌应答，仍不明确。在本研究中，我们整合了暴露于五种短时、亚致死性光动力处理条件下的大肠杆菌 BW25113 的转录组谱：抗菌蓝光（aBL）、aBL 联合 5-氨基乙酰丙酸（aBL+ALA）、曙红玫瑰红（RB）、新亚甲蓝（NMB）以及阳离子卟啉 TMPyP。交集分析鉴定出 891 个在所有处理条件下均差异表达的保守核心基因，其中约 98% 尽管在光敏剂化学性质和激活波长方面存在差异，仍表现出一致的变化方向。随机效应荟萃分析和稳健秩聚合进一步优先筛选出 88 个高置信度基因，揭示了细胞包膜应激和胞质蛋白质质量控制通路的诱导，以及酸抗性、氢代谢、钼酸盐转运和生物被膜形成的抑制。调控子富集分析表明，热休克 σ 因子 32/RpoH 以及包膜应激调控因子 CpxR、BaeR、σ^24/RpoE 和 PspF 在诱导基因中富集，而 GadW/GadX/GadE、Fur 和 σ^38/RpoS 在受抑制基因中富集。利用所选单基因 Keio 敲除株进行的功能验证证实，保守核心基因的缺失会使大肠杆菌对光动力处理更加敏感，并以依赖具体处理方式的形式延缓处理后的恢复。此外，对所选转录应答进行的 RT-qPCR 分析证实了 RNA-seq 所得表达变化的方向及其总体模式。综上，这些发现界定了大肠杆菌在经历化学性质不同的光动力处理后所呈现的统一、保守的早期生存程序，并鉴定出可作为增强 aPDI 效应潜在靶点的应激应答模块。
抗微生物耐药性的上升加剧了人们对抗微生物光动力灭活（aPDI）和抗微生物蓝光（aBL）的兴趣，认为它们可作为传统抗生素的替代方案或辅助治疗手段。然而，化学性质不同的光动力处理是否会诱导共同的细菌应答，目前仍不清楚。
在本研究中，我们整合了大肠杆菌 BW25113 暴露于五种短时、亚致死性光动力处理后的转录组谱：抗微生物蓝光（aBL）、aBL 联合 5-氨基乙酰丙酸（aBL+ALA）、曙红 B（RB）、新亚甲蓝（NMB）以及阳离子卟啉 TMPyP。交集分析鉴定出 891 个在所有处理条件下均差异表达的保守核心基因，其中约 98% 尽管在光敏剂化学性质和激活波长方面存在差异，仍表现出一致的变化方向。随机效应荟萃分析和稳健秩聚合进一步筛选出 88 个高置信度基因，揭示出细胞包膜应激和胞质蛋白质量控制通路被诱导，而酸耐受性、氢代谢、钼酸盐转运以及生物膜形成受到抑制。调控子富集分析表明，热休克 sigma 因子 32/RpoH 以及包膜应激调控因子 CpxR、BaeR、σ24/RpoE 和 PspF 在上调基因中富集；而 GadW/GadX/GadE、Fur 和 σ38/RpoS 则在下调基因中富集。利用选定的单基因 Keio 敲除株进行功能验证证实，保守核心基因的缺失会增强大肠杆菌对光动力处理的敏感性，并以依赖具体处理方式的方式延缓处理后的恢复。此外，对选定转录响应进行的 RT-qPCR 分析证实了 RNA-seq 所得表达变化的方向及总体模式。
综上，这些发现界定了大肠杆菌在经历化学性质不同的光动力处理后所呈现的统一且保守的早期存活程序，并鉴定出可能作为增强 aPDI 效果靶点的应激响应模块。
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.13.744726v1?rss=1
🏷️ 抗菌光动力治疗 大肠杆菌 转录组分析 应激响应 RNA-seq 细胞包膜应激