不同品系小鼠对炭疽芽胞杆菌弱毒株芽胞的敏感性研究

通过比较四种品系小鼠对炭疽芽胞杆菌（Bacillus anthracis）（简称炭疽杆菌）弱毒株芽胞的敏感性，确定炭疽杆菌弱毒株芽胞攻毒合适的动物模型。采用炭疽杆菌弱毒株A16Q1（pXO1-、pXO2+）和A16PI2（pXO1+、pXO2-）的芽胞对四种品系小鼠（DBA/2、KM、ICR和BALB/c）进行腹腔攻毒，记录小鼠死亡时间，计算LD₅₀、绘制存活曲线并统计分析。运用较敏感的KM小鼠研究不同canSNP基因型毒素缺陷株（含pXO2拷贝数不同）芽胞的毒力差异。利用更为敏感的DBA/2小鼠评价S-层蛋白BA3338对荚膜缺陷株芽胞毒力的影响。结果表明，在四种品系小鼠中，毒素缺陷株芽胞的毒力均高于荚膜缺陷株芽胞的毒力。DBA/2小鼠对炭疽杆菌弱毒株芽胞的剂量依赖关系最好，最为敏感，其次是KM小鼠，而ICR小鼠和BALB/c小鼠对炭疽杆菌弱毒株芽胞不敏感。确定了DBA/2小鼠和KM小鼠在炭疽杆菌弱毒株芽胞研究中的适用性。使用KM小鼠评价了不同canSNP基因型炭疽杆菌芽胞的毒力差异，结果表明，不同canSNP基因型炭疽杆菌由于所含pXO2质粒拷贝数的差异导致芽胞的毒力不同。使用DBA/2小鼠评价了S-层蛋白BA3338缺失对炭疽杆菌芽胞毒力的影响，表明BA3338基因的缺失导致炭疽杆菌芽胞毒力降低。     

人用炭疽菌苗的研究进展

<正>炭疽是一种人兽共患的急性传染病,羊、牛、马等家畜易患本病,人由于接触炭疽病畜或屠宰、剥食而受染。炭疽的病原体是炭疽杆菌,是一种需氧芽胞杆菌。炭疽菌的毒力除决定于染色体基因外,还与两个编码质粒致病因子有关:一个是荚膜质粒(编码pxo2),主要是聚—D—谷氨酸,在体内能抑制细胞的吞噬作用,在体外能阻断菌体胞壁上的噬菌体受体,故常称为侵袭因子,有助于病菌在体内繁殖扩散和建立感染;另一个是炭疽毒素质粒(编码pxo1),由致死因子(LF)、水肿因子(EF)和保护性抗原(PA)三种成分组成。三种成分单独注射动物未证明有毒素活性,但若将LF加PA静脉注射可致死小白鼠、大白鼠和豚鼠。EF加PA皮内注射可引起豚鼠和家兔皮肤水肿。三种毒素成分的分子量在80～90KDa之间,可能PA结合     

炭疽杆菌的致病因子与炭疽的防治

炭疽为一种人、兽共患急性传染病,部分国家将炭疽杆菌作为生物威胁因子进行研究和生产。该菌毒性与质粒PXOl、PXO2有关,PXOl产物包括水肿因子、保护性抗原和致死因子。PXO2是另一编码致病因子,产物荚膜抑制细胞的吞噬,有助病菌繁殖、扩散和建立感染。抗生素与抗炭疽血清联合应用,突变保护性抗原、水肿因子、致死因子联合注射,Al(OH)3佐剂PA疫苗,减毒口服菌苗,PA基因重组活菌苗均可抵抗炭疽杆菌致死性攻击。     

蜡状芽胞杆菌群代谢途径的分析和比较

微生物基因组测序和高通量分析方法获得了大量的数据和信息,利用这些信息研究代谢网络成为当前的一个新热点。文章在比较和分析重构代谢网络不同方法的基础上,利用蜡状芽胞杆菌群中已测序的9株蜡状芽胞杆菌、6株炭疽芽胞杆菌、6株苏云金芽胞杆菌基因组,对它们的碳水化合物代谢途径、氨基酸代谢途径和能量代谢途径进行比较与分析,找出它们的共性和特性。这3种菌都存在必需的糖酵解、三羧酸循环、丙氨酸代谢、组氨酸代谢及能量代谢等途径;同时它们还存在特殊的代谢途径,蜡状芽胞杆菌对单糖的利用率较高;炭疽芽胞杆菌的氨基酸降解和转运途径较丰富;苏云金芽胞杆菌中存在催化谷氨酸转化的代谢旁路等。代谢途径的分析为深入研究它们的食物毒素、炭疽毒素和杀虫毒素提供了新思路。     

PlcR在炭疽芽胞杆菌A16R中的功能研究

炭疽芽胞杆菌(Bacillus anthracis)、蜡样芽胞杆菌(B. cereus)和苏云金芽胞杆菌(B. thuringiensis)均属于蜡样芽胞杆菌群,在遗传学上有很高的相似性。PlcR (Phospholipase C regulator)在蜡样芽胞杆菌中是十分重要的调控因子,但plcR基因在炭疽芽胞杆菌中发生一个无义突变导致在炭疽芽胞杆菌中产生一个截短PlcR蛋白。为了研究plcR基因对炭疽芽胞杆菌功能的影响,文章以蜡样芽胞杆菌CMCC6330基因组为模板,构建重组表达质粒pBE2A-plcR后导入炭疽芽胞杆菌疫苗株A16R中获得重组菌株,对其进行表型分析。结果显示,炭疽芽胞杆菌重组菌株的溶血活性基本没有恢复,但恢复了部分神经鞘磷脂酶活性,表明将蜡样芽胞杆菌的plcR基因导入炭疽芽胞杆菌后,可以直接激活神经鞘磷脂酶活性。     

PA domain4-Fc融合蛋白抗血清可以保护小鼠巨噬细胞免受炭疽毒素损害

目的:探讨炭疽杆菌保护性抗原PA(protective antigen)domain4能否作为炭疽疫苗和炭疽感染时紧急预防用药.方法:构建含有PA domain4和人IgG Fc片段的表达载体,通过免疫大耳白兔获得针对该融合蛋白的免疫血清,通过小鼠巨噬细胞保护试验验证PA domain4-Fc是否具有疫苗和紧急预防用功能.结果:获得了表达PA domain4-Fc融合蛋白的CHO细胞株和针对PA domain4-Fc的兔抗血清,细胞保护试验证实PA domain4-Fc抗血清能够保护小鼠巨噬细胞免受炭疽毒素的攻击,但PA domain4-Fc蛋白本身并不能直接拮抗炭疽毒素对细胞的损害.结论:PA domain4-Fc抗血清可以保护小鼠巨噬细胞免受炭疽毒素损害,表明PA domain4-Fe具有作为炭疽疫苗的可能,但PA domain4-Fc蛋白不能直接竞争性拮抗炭疽毒素损害细胞.     

小鼠皮肤感染期间炭疽杆菌芽胞在体内发芽

<正>背景:发芽是成功定植和全身播散炭疽杆菌的关键一步。在体内芽胞的发芽很少有可利用的数据,目前还不清楚芽胞与宿主细胞的相互作用是否是芽胞开始发芽所必要的。方法:为了调查炭疽杆菌芽胞和皮肤组织之间的早期的相互作用,芽胞接种在豚鼠腹腔内的无细胞装置中或小鼠耳上。通过菌落形成单位计数和电子显微镜分析发芽及细菌的生长情况。结果:在豚鼠模型中,发芽发生在体内无细胞接     

国内外炭疽研究的新进展

<正> 1966年10～11月在美国马里兰州召开的炭疽杆菌专题会议上,Nungester,W J(1967)提出了炭疽今后研究的15个问题,题目的范围很广,包括人和动物的炭疽流行病学。水土等外环境污染的消除。高原( 6000呎以上, 2000米以上)很少发病的原因( Manuel,1967),病原学包括炭疽杆菌的生活史,芽胞侵入机体的方式,芽胞发芽及感染机制,可溶性抗原的生物学和理化特性,炭疽病理生理学,类毒素和活菌苗的免疫应答,中和毒素的治疗作用等等。     

炭疽致死毒素中和试验检验标准

提出了一种毒素中和试验的操作细节标准。此实验室试验,测量含炭疽致死毒素抗体抗血清的特异性保护J774A．1细胞抗炭疽芽胞杆菌致死毒素的细胞毒性作用的能力,其比色试验建立在活细胞降解MTT的基础上,用炭疽吸附疫苗(AVA)制备的人和家兔抗血清验证这个试验结果。试验结果显示高水平的重复性和复现性,尤其是     

利用转基因小鼠筛选全人源炭疽致死因子中和抗体

炭疽是由炭疽芽孢杆菌引起的严重威胁人类健康的传染病。炭疽毒素包括3种蛋白质成分:保护性抗原(PA)、致死因子(LF)和水肿因子(EF)。PA与LF形成致死毒素(LT),与EF形成水肿毒素(ET)。由于致死毒素(LT)在感染者损伤及死亡中发挥主要作用,因此在炭疽感染晚期单纯使用抗生素治疗难以发挥疗效,治疗性中和抗体成为目前最有效的炭疽治疗药物。目前国外获得的炭疽毒素抗体多为炭疽PA抗体,美国FDA已批准瑞西巴库(人源PA单抗)用于吸入性炭疽的治疗。一旦炭疽芽孢杆菌被人为改构或PA中和表位发生突变,针对PA单一表位的抗体将可能失效,因此针对LF的抗体将成为炭疽治疗的有效补充。目前国外已有的LF抗体多为鼠源抗体和嵌合抗体,而全人源抗体可以避免鼠源抗体免疫原性高等缺点。本研究首先用LF抗原免疫人抗体转基因小鼠,利用流式细胞仪从小鼠脾淋巴细胞中分选抗原特异的记忆B细胞,通过单细胞PCR方法快速获得两株具有结合活性的抗LF单抗1D7和2B9。瞬时转染Expi 293F细胞制备抗体,通过毒素中和实验(TNA)发现1D7和2B9在细胞模型中均显示较好的中和活性,并且与PA单抗联合使用时,表现出较好的协同作用。总之,本文利用转基因小鼠、流式分选技术和单细胞PCR技术的优势,快速筛选到全人源LF抗体,为快速筛选全人源单克隆抗体开辟了新的思路与方法。     

炭疽芽胞杆菌A16D2株BA2380基因缺失突变株的构建

本课题组早期研究结果表明,炭疽芽胞杆菌BA2380蛋白可能与炭疽芽胞杆菌毒力有关,因而有必要对其功能进行深入研究。选取炭疽芽胞杆菌A16D2株为出发菌株,以其BA2380基因为目的缺失基因,参照A16D2株基因组序列及质粒pSET4s序列,利用软件设计上下游同源臂及抗性基因引物,用本实验室改造的“Golden Gate”克隆方法将3个片段同时连入温敏型穿梭载体pKMBK中(本实验室构建的受体质粒),从而构建基因打靶质粒。将该基因打靶质粒导入炭疽芽胞杆菌A16D2感受态细胞中,利用同源重组原理,筛选获得炭疽芽胞杆菌A16D2 BA2380基因缺失突变株,并对其进行验证。结果验证了本课题组构建的“Golden Gate”克隆体系进行多片段克隆的高效性,也为后续探索其基因功能奠定了基础。     

4种细菌芽胞中α/β-SASP分子结构对比分析

认识和描述不同细菌芽胞α/β-SASP的分子结构特征,为深入开展以α/β-SASP为靶向修饰的应用技术提供科学依据.运用生物信息学方法和技术,比对分析4种菌株,炭疽芽胞杆菌Ames 株、苏云金芽胞杆菌serovar konkukian 97-27 株、腊样芽胞杆菌ATCC 10987株、枯草芽胞杆菌168 株的α/β-SASP基因及蛋白质一、二、三级结构的异同.基因-ClustalW2;一级结构-ClustalW2和ProtParam tool;二级结构-SOPMA;三级结构-SWISS-MODEL和Swiss-Pdbviewer4.0.1.4种菌株的α/β-SASP基因及蛋白质一、二、三级结构有明显的同源性,炭疽芽胞、苏云金芽胞和腊样芽胞的生物学特征非常相似.在开展细菌芽胞的α/β-SASP基因及生物效应研究时,可以首选苏云金杆菌芽胞或腊样杆菌芽胞作为炭疽杆菌芽胞的试验菌,其次可以选择枯草杆菌芽胞.     

炭疽芽胞杆菌nprR突变株的生物学特性分析

目的:分析炭疽芽胞杆菌npr R突变株的生物学特性,研究基因缺失对菌株的影响。方法:利用PCR、免疫印迹等方法在基因水平和蛋白水平对菌株进行鉴定分析;绘制生长曲线比较突变株和A16R株的生长性能;芽胞形成实验分析突变株形成芽胞能力,糖酵解实验分析二者生化特性的差异。结果:突变株npr R基因缺失无回复突变,与出发株A16R相比,突变株蛋白酶活性大大降低,保护性抗原降解现象明显减少,生长速度和生化特性基本一致,但芽胞形成能力明显下降。结论:与A16R株相比,突变株蛋白酶活性降低且芽胞形成能力下降,可作为一种新的抗原表达宿主菌用于相关疫苗的抗原表达与制备。     

炭疽灭活和裂解芽胞抗原免疫家兔后血清中的IgG抗体应答

炭疽杆菌芽胞在炭疽免疫中发挥基本作用。实验中以炭疽活芽胞疫苗为原形,建立了制备灭活和裂解炭疽芽胞的方法,研究了各种灭活和裂解炭疽芽胞疫苗不同浓度、不同剂次免疫家兔的抗芽胞和毒素IgG应答,总结分析了各种灭活和裂解炭疽芽胞疫苗用于新疫苗成分之一的可能性。甲醛灭活炭疽芽胞疫苗设芽胞浓度2.5×108剂量组、5×108剂量组、1×109剂量组,于0、4、8周时3次免疫。在3剂免疫后血清抗炭疽芽胞IgG水平持续升高,首次免疫后4、8、12周时家兔血清中抗芽胞IgG几何平均滴度可达到600～16000。裂解炭疽芽胞疫苗的制备和动物免疫中,只采取了2.5×108芽胞浓度,两剂免疫,免疫时间为0、4周。在首次免疫后4、8、12周时家兔血清中抗芽胞IgG几何平均滴度分别为362、776和388。各时间点采集的家兔血清未能测出或只测出极微量的抗炭疽毒素IgG。通过上述研究认为,以裂解炭疽芽胞抗原作为炭疽疫苗成分之一,其抗原性和免疫原性是适宜的;免疫剂量可以设定为2.5×108芽胞浓度上下;免疫次数可定为2剂间隔1个月。     

苏云金芽胞杆菌G03 spoIVF操纵子敲除对芽胞和晶体形成的影响

spoIVF是一个普遍存在于芽胞杆菌中的操纵子。在枯草芽胞杆菌中,它编码的两个蛋白是芽胞形成所必需的。采用基因重组技术敲除了苏云金芽胞杆菌G03菌株中的spoIVF操纵子,构建了spoIVF缺失株G03(spoIVF-)。研究表明:该突变株丧失了形成芽胞和晶体的能力。lacZ基因与cry1Aa基因的启动子融合表达分析发现:突变株中的cry1Aa基因的活性严重降低。利用载体pSTK携带spoIVF操纵子在突变株中的表达,使突变株部分恢复了产胞和形成杀虫晶体蛋白的能力。这说明spoIVF操纵子是所必需的,同时该操纵子还影响σE因子控制的cry1Aa基因表达。     

黄曲霉毒素生物防控菌的筛选及鉴定

筛选黄曲霉毒素生物防控菌,为黄曲霉毒素的生物防控提供支持。以花生原产地土壤为材料,采用牛津杯法筛选所需菌株。对筛选出的拮抗菌株进行抑制产毒曲霉菌株的生长、产孢、降解黄曲霉毒素实验。筛选出2株黄曲霉毒素生防细菌,编号21-1-2、17-3,经鉴定,拮抗菌21-1-2为枯草芽胞杆菌,拮抗菌17-3为地衣芽胞杆菌。分别对拮抗菌对曲霉孢子萌发的抑制、抑制黄曲霉的生长和菌丝延长以及减少黄曲霉毒素的产生、对黄曲霉毒素的分解作用等几个方面进行研究,结果表明,拮抗菌可以明显抑制产毒曲霉孢子的萌发、生长、菌丝的延长,减少黄曲霉毒素的产生以及分解黄曲霉毒素。     

炭疽芽胞杆菌假想S-层蛋白SLP缺失突变体的构建

目的：构建炭疽芽胞杆菌假想S-层蛋白SLP缺失突变体,以进行后续SLP的功能研究,为炭疽芽孢杆菌重要基因功能的研究建立技术平台。方法：利用PCR技术,分别扩增得到目的基因的上游同源臂（slp-F）和下游同源臂（slp-R）,将抗性基因（S）和上、下游同源臂先后连入穿梭质粒pKSV7,构建打靶载体pKSV7-FSR,经去甲基化后,电转化入炭疽芽胞杆菌A16R,通过同源重组敲除slp基因,并通过DNA测序和Western blot实验验证;对野生株和突变株37℃时的生长曲线及生化反应进行比较研究。结果：分别从DNA水平和蛋白质水平证实slp基因被成功敲除;突变株对数期生长较快,衰退较慢,与野生株的生化反应差异不明显。结论：获得了炭疽芽胞杆菌假想S-层蛋白SLP缺失突变体。     

炭疽芽胞杆菌mntA基因缺失突变株的构建及鉴定

目的:通过同源重组的方法敲除炭疽芽胞杆菌减毒AP422株的mntA基因,使菌株进一步减毒,用于构建新的疫苗候选株。方法:利用PCR方法扩增mntA基因上下游同源臂后与温敏质粒连接,构建打靶载体,并转化炭疽芽胞杆菌减毒AP422株;利用抗生素和温度2种选择压力实现同源重组,敲除目标基因mntA,然后利用Cre-LoxP系统去除抗性筛选标记,得到无抗性标记的缺失突变株,并利用PCR和Western印迹等方法对重组菌进行系统鉴定,最后分析突变株的生物学性状。结果:敲除了AP422株的mntA基因,获得了无抗性标记的缺失突变株,突变株的生存竞争能力比原始菌株明显减弱。结论:突变株获得了进一步减毒,可用于构建新的疫苗候选株。     

青海可可西里嗜碱芽胞杆菌资源调查

【目的】了解可可西里嗜碱芽胞杆菌资源多样性及产酶多样性,为芽胞杆菌功能资源挖掘和菌剂开发提供基础。【方法】采用Horikoshi I培养基,通过可培养法分离青海可可西里土壤中的嗜碱芽胞杆菌,利用16S r RNA基因序列初步鉴定分离获得的芽胞杆菌。采用透明圈法分析分离菌株的产蛋白酶、纤维素酶及木聚糖酶活性。【结果】从青海可可西里土壤中共分离获得66株嗜碱芽胞杆菌,根据16S r RNA基因序列相似性分析,发现它们隶属于6个属22个种,分别为芽胞杆菌属(Bacillus)、纤细芽胞杆菌属(Gracilibacillus)、喜盐芽胞杆菌属(Halobacillus)、咸海鲜芽胞杆菌属(Jeotgalibacillus)、类芽胞杆菌属(Paenibacillus)和嗜冷芽胞杆菌属(Psychrobacillus),其中以芽胞杆菌属(Bacillus)为优势属。2株嗜碱芽胞杆菌与它们最近匹配模式菌株的16S r RNA基因序列相似性为97.00%和98.65%,为潜在新种。三种酶活检测结果表明产酶菌株约占总分离菌株的95.00%,其中55株具有产蛋白酶活性,27株具有产纤维素酶活性,8株能够产木聚糖酶。【结论】青海可可西里蕴藏着较丰富的嗜碱芽胞杆菌资源及丰富的产酶资源,为后续嗜碱芽胞杆菌的挖掘提供理论基础。     

针对炭疽保护性抗原不同结构域的中和性单克隆抗体的筛选和鉴定

炭疽保护性抗原（PA）是炭疽毒素的重要组分,同时也是现有炭疽疫苗的主要有效成分,在炭疽杆菌的致病与免疫中发挥关键作用。以重组PA为免疫原,采用B淋巴细胞杂交瘤技术,结合炭疽毒素敏感细胞的毒性中和试验,大量筛选抗PA单克隆抗体,获得了9株炭疽毒素中和性单抗。进一步分析表明这些单抗以IgG1亚类为主,分别识别PA 3个结构域的4个不同中和表位区。针对结构域2的4株单抗识别同一表位区,其中3株单抗的中和活性强于抗PA多抗;针对结构域4的4株单抗识别两个不同表位区;另有1株单抗识别位于结构域3的表位。实验结果提示PA具有多个中和表位,分别位于其不同结构域,其中结构域2、4包含主要中和表位。实验中获得的针对不同表位的中和性单抗为深入研究PA的免疫保护机理提供了工具,也为研制针对炭疽毒素的被动免疫制剂和治疗药物打下基础。