PA2580基因与铜绿假单胞菌环境压力耐受性相关

【目的】研究铜绿假单胞菌PAO1 PA2580基因的功能。【方法】构建了PA2580的敲除突变体及突变体互补体,通过最小抑制浓度测定、基因启动子活性检测、蛋白体外表达纯化等方法,对PA2580基因的功能进行了深入的研究。【结果】PA2580突变体对羧苄青霉素、氯霉素、环丙沙星的敏感性增强。PA2580基因的表达还受到不同种类的低于抑制浓度的抗生素的调节。PA2580蛋白产物以NADPH为电子供体,能够高效还原多种醌类物质。此外,PA2580突变体对过氧化氢敏感性增加,过氧化氢酶编码基因在PA2580突变体中的表达降低,表明PA2580与铜绿假单胞菌氧化压力耐受性相关。【结论】PA2580产物是NADPH-醌类的还原酶,其功能与铜绿假单胞菌对环境压力的耐受密切相关。     

铜绿假单胞菌对碳青霉烯类抗生素耐药相关基因的筛选

为了在基因组水平筛选获得铜绿假单胞菌PAO1对碳青霉烯类抗生素耐药相关基因,本研究通过构建PAO1转座突变体文库、筛选对亚胺培南、美罗培南和比亚培南耐药及敏感突变株;通过随机PCR、核苷酸测序及序列比对的手段,确定了突变体中转座子的插入位点及其破坏的基因,获得了48个PAO1中对碳青霉烯类抗生素耐药和敏感相关的基因,其中27个基因突变后表现为耐药性增强,21个基因突变后表现为药物敏感性增强.本实验筛选获得的48个基因中有5个与Alvarez-Ortega和Dotsch等人筛选的基因重复.通过对PA0011,PA0667及PA3901进行基因敲除及遗传互补,进一步确证这3个基因均与PAO1对碳青霉烯类的耐药性相关.本次筛选发现了38个新的与碳青霉烯类耐药相关的基因,其中包括13个class4类基因.对这些新基因的进一步研究,不仅有利于全面了解铜绿假单胞菌的耐药机制及其调控网络,而且有利于药物作用靶点的发现,为有效治疗铜绿假单胞菌的感染提供新思路.     

铜绿假单胞菌PA1550基因对泳动及蹭动的影响

[目的]:研究与铜绿假单胞菌运动能力相关的基因.[方法]:以一株临床分离的铜绿假单胞菌PA68做受体菌,应用人工Mu转座技术建立了库容为2000的突变子文库,从中筛选出泳动能力和蹭动能力丧失或减弱的突变子,通过基因克隆、测序,GenBankBLAST比对测序结果,互补基因表达确定与铜绿假单胞菌运动能力相关的基因.[结果]:突变子Y46在丧失了泳动运动能力的同时,蹭动能力也发生了减弱.在Y46突变子中,Mu转座子插入到功能完全未知的基因PA1550中.对极性效应及PA1550所在操纵子的分析表明,Mu转座子对插入点下游的基因的转录并不造成影响.[结论]:PA1550与铜绿假单胞菌的泳动及蹭动能力有关.     

mucA基因突变的黏液型铜绿假单胞菌PA17与PD0300生物被膜形态观察和耐药性比较

目的研究新的mucA基因缺失突变的黏液型铜绿假单胞菌PA17和经典mucA基因点突变的黏液型铜绿假单胞菌PD0300在生物被膜状态下对临床常用抗菌药物的耐药性变化,探讨mucA基因突变对铜绿假单胞菌生物被膜形态及细菌耐药性的影响。方法改良的平板法建立生物被膜,将含绿色荧光蛋白的pUCP／UV质粒转化两株铜绿假单胞菌,激光共聚焦显微镜下观察生物被膜形态;采用琼脂二倍稀释法测定常用β-内酰胺类,氨基甙类,喹诺酮类抗菌药物对铜绿假单胞菌菌株PA17、PD0300的最低抑菌浓度（MIC）;利用96孔板建立生物被膜测定抗菌药物对第五天成熟生物被膜内细菌的最低杀菌浓度（MBC）。结果新的mucA基因缺失突变的黏液型PA17成熟生物被膜呈薄膜状、经典mucA基因点突变的黏液型PD0300成熟生物被膜呈蘑菇状;在浮游状态下PA17、PD0300对头孢他啶（CAZ）、妥布霉素（TOB）、庆大霉素（GEN）、亚胺培南（IPM）敏感,而对左氧氟沙星（LVX）、环丙沙星（CIP）不敏感,两者具有一致的耐药性;生物被膜状态下两者对抗菌药物敏感性降低20—8000倍;黏液型PD0300成熟生物被膜对抗菌药物敏感性低于黏液型PA17。结论黏液型铜绿假单胞菌在相同条件下能形成不同形态的生物被膜;生物被膜状态下较浮游状态下对常用抗菌药物敏感性明显下降,同时生物被膜形态也影响抗菌药物敏感性。     

下呼吸道感染耐环丙沙星铜绿假单胞菌的分布与耐药性

目的了解耐环丙沙星铜绿假单胞菌的流行情况,分析耐环丙沙星铜绿假单胞菌的耐药性,比较耐环丙沙星铜绿假单胞菌与环丙沙星敏感铜绿假单胞菌的耐药性差异。方法选择贵阳医学院第三附属医院2011年6月至2014年11月下呼吸道感染标本中分离出的231株耐环丙沙星铜绿假单胞菌与环丙沙星敏感铜绿假单胞菌,按照《全国临床检验操作规程》进行微生物病原菌鉴定。采用Kirby-Bauer琼脂扩散法进行药敏试验,结果使用SPSS 17.0软件进行统计分析。结果下呼吸道感染标本中共分离出铜绿假单胞菌231株,其中耐环丙沙星铜绿假单胞菌检出率25.54%。从科室分布看,神经外科分离率最高,占47.46%,其次ICU、呼吸内科与消化内科分别占18.64%、13.56%、10.17%;下呼吸道感染耐环丙沙星铜绿假单胞菌菌株与环丙沙星敏感铜绿假单胞菌菌株对头孢曲松、阿米卡星、亚胺培南、哌拉西林/他唑巴坦、头孢哌酮/舒巴坦等19种抗菌药物的耐药率分别为95.65%,71.83%;42.86%,7.69%;17.39%,2.70%;33.33%,11.02%;22.22%,8.00%。下呼吸道感染耐环丙沙星铜绿假单胞菌菌株耐药率明显高于环丙沙星敏感铜绿假单胞菌菌株,差异具有统计学意义(P0.05)。结论耐环丙沙星铜绿假单胞菌表现为多重耐药性,给临床治疗带来很大的困难。因此严格掌握抗菌药物的选用是延缓病原菌对抗菌药物耐药的有效方法。     

铜绿假单胞菌中一个新的吩嗪合成调节基因

[目的]在次抑制浓度四环素条件下,研究铜绿假单胞菌phzAl操纵子的调节基因及调节途径.[方法]对转座突变库中phaAl操纵子表达发生变化的突变体,进行随机PCR、基因测序及比对,确定突变位点.并以发光杆菌的荧光素酶基因操纵子luxCDABE为报道基因,研究基因调节作用及调节路径.[结果]在两株突变体PAM0487和PAM0487R中phzAl操纵子的表达降低,这两株突变体的突变基因确定为假定钼元素转运蛋白调节子PA0487基因.[结论]PA0487是phzAl操纵子表达的一个新的正向调节子,并对密度感应系统相关基因的表达有凋节作用.     

126株铜绿假单胞菌的临床分布及耐药性分析

目的调查分析象山县中医医院铜绿假单胞菌的临床分布及药敏情况,为临床合理选用抗生素提供可靠的依据。方法采集疑似患者的标本,进行分离、培养与鉴定。采用自动微生物鉴定／药敏分析仪进行鉴定及药敏试验,对2012年7月至2013年10月分离出的126株铜绿假单胞菌（包括21株黏液型铜绿假单胞菌）的分布及耐药性进行回顾性分析。结果126株铜绿假单胞菌临床主要分布情况：痰占80．2％,尿液占11．1％,脓液占7．1％,以呼吸道感染为主。对铜绿假单胞菌保持活性较强同时耐药率〈20％的抗生素有阿米卡星、妥布霉素、亚胺培南、哌拉西林／他唑巴坦,其中碳青霉烯类耐药率升至5％,原来被认为抗铜绿假单胞菌较为有效的喹诺酮类抗生素的耐药率也有了很大提升,左氧氟沙星耐药率升至33％。黏液型铜绿假单胞菌的体外抗菌药物敏感试验耐药性较弱,且明显弱于非黏液型铜绿假单胞菌的耐药性。结论铜绿假单胞菌为医院呼吸道感染的常见致病菌,对多种抗菌药物呈不同程度耐药。加强动态监测,合理使用抗菌药物,对铜绿假单胞菌感染的预防和药物治疗具有重要指导意义。     

铜绿假单胞菌PA1550基因对泳动及蹭动的影响

【目的】：研究与铜绿假单胞菌运动能力相关的基因。【方法】：以一株临床分离的铜绿假单胞菌PA68做受体菌,应用人工Mu转座技术建立了库容为2000的突变子文库,从中筛选出泳动能力和蹭动能力丧失或减弱的突变子,通过基因克隆、测序,GenBank BLAST比对测序结果,互补基因表达确定与铜绿假单胞菌运动能力相关的基因。【结果】：突变子Y46在丧失了泳动运动能力的同时,蹭动能力也发生了减弱。在Y46突变子中,Mu转座子插入到功能完全未知的基因PA1550中。对极性效应及PA1550所在操纵子的分析表明,Mu转座子对插入点下游的基因的转录并不造成影响。【结论】：PA1550与铜绿假单胞菌的泳动及蹭动能力有关。     

铜绿假单胞菌耐药性相关基因的筛选及鉴定

铜绿假单胞菌在人体内能引起严重的感染. 由于铜绿假单胞菌高水平的内在性和获得性耐药性, 使其引起的感染难以治愈. 为解决该问题, 弄清病原菌抗生素抗性的分子机制是一个关键. 本实验构建了含有17000个铜绿假单胞菌转座突变株文库, 并在LB固体平板上, 用7种抗生素在最小抑制浓度(MIC)和1/2MIC条件下, 筛选抗生素抗性发生变化的突变株. 结果确定了43株转座突变株, 每个突变株对至少一种抗生素的敏感性表现出增加3倍或降低1/2的表型. 通过随机PCR和DNA测序, 确定了这些铜绿假单胞菌突变体中转座子在基因组上的插入位点, 确定了被破坏的基因. 其中, 9个是已知的与抗生素抗性相关基因, 包括mexI, mexB和mexR; 24个是以前未知与抗性相关的基因, 包括一个菌毛合成基因pilY1, 这个菌毛合成基因的破坏导致菌株对羧苄青霉素的MIC增加了128倍. 此外, 43个基因中有12个是功能完全未知的基因. 这些基因的筛选鉴定有助于了解铜绿假单胞菌中抗生素抗性的产生机制, 这些基因或许可成为控制或扭转抗生素抗性的作用靶点.     

不同标本来源铜绿假单胞菌体外耐药性对比研究

目的比较不同部位培养出的铜绿假单胞菌耐药性,为临床控制和治疗铜绿假单胞菌感染提供依据。方法收集住院患者不同标本中分离的铜绿假单胞菌进行鉴定和药敏试验。结果分离率以痰标本中最高,占57.67%;伤口分泌物次之占30.69%。科室分布以ICU（38.1%）、神经外科（15.34%）和烧伤科（14.81%）最多见。同一种抗菌药物对不同标本分离的铜绿假单胞菌显示出不同敏感性,痰标本中铜绿假单胞菌对常用抗菌药物耐药率较伤口分泌物标本中高,除头孢哌酮/舒巴坦、氨苄西林/舒巴坦和复方新诺明外,对其他常用的12种抗菌药物耐药率比较差异有统计学意义（P〈0.05）。结论不同标本分离的铜绿假单胞菌对抗菌药物耐药性存在差异,临床经验用药时应区别对待不同部位铜绿假单胞菌的感染。     

铜绿假单胞菌新基因PA0058插入失活对氨基糖苷类抗生素耐药性的影响

【目的】铜绿假单胞菌是一种重要的条件致病菌,临床上常引起难治性和顽固性感染,随着各种抗生素的广泛使用,该菌对多种抗生素呈现耐药性,研究其耐药性机理有着重要意义。【方法】以一株临床分离株Pseudomonas aeruginosa PA68作为出发菌株,应用人工Mu转座技术构建突变文库并从中筛选得到一株对链霉素抗性明显增强的菌株M122,并对突变株M122进行测序分析及表型检测。通过Southern杂交实验证实转座子是否为单拷贝插入,对突变株M122的基因表达谱与野生型PA68菌株进行对比分析。【结果】确定了Mu转座子在M122基因组上为单拷贝插入,插入位点为基因PA0058的第214 bp处。对M122进行表型检测,发现其对多种氨基糖苷类抗生素的耐药性均得到增强,通过转入携带完整基因PA0058的表达质粒可以使突变株M122的耐药性有所降低,利用同源重组的方法,在模式菌株P.aeruginosa PAK中进行PA0058基因敲除,得到的敲除株具有链霉素耐药性升高的表型。基因PA0058的缺失引起多种基因表达水平改变,尤其是katB、ahpC、ahpF等抗氧化酶基因转录表达显著增高。【结论】首次发现铜绿假单胞菌PA0058基因的插入失活提高了细菌对氨基糖苷类抗生素的耐药性,且导致突变株M122中抗氧化酶基因转录表达水平的上调。     

Involvement of DNA helicases in chromate resistance by Pseudomonas aeruginosa PAO1

Chromate-hypersensitive mutants of the Pseudomonas aeruginosa PAO1 strain were isolated using transposon insertion mutagenesis. Comparison of the nucleotide sequences of the regions interrupted within the PAO1 genome showed that mutant strains GGP-64 and AJ-22 were affected in open reading frames PA0967 and PA5345, which correspond to the ruvB and recG genes, respectively. These genes encode helicases RuvB and RecG involved in DNA replication, recombination and repair. The chromate resistance phenotype in mutants GGP-64 and AJ-22 was restored by cosmids bearing wild type ruvB or recG genes, respectively. Also, both mutant strains showed an increased susceptibility to the toxic oxyanions tellurite and selenite as well as to mitomycin C, but not to arsenite, paraquat and hydrogen peroxide. It was concluded that P. aeruginosa RuvB and RecG helicases are involved in repairing DNA damage caused by chromate or its derivatives.     

Genes involved in matrix formation in Pseudomonas aeruginosa PA14 biofilms

Pseudomonas aeruginosa forms diverse matrix-enclosed surface-associated multicellular assemblages (biofilms) that aid in its survival in a variety of environments. One such biofilm is the pellicle that forms at the air-liquid interface in standing cultures. We screened for transposon insertion mutants of P. aeruginosa PA14 that were unable to form pellicles. Analysis of these mutants led to the identification of seven adjacent genes, named pel genes, the products of which appear to be involved in the formation of the pellicle's extracellular matrix. In addition to being required for pellicle formation, the pel genes are also required for the formation of solid surface-associated biofilms. Sequence analyses predicted that three pel genes encode transmembrane proteins and that five pel genes have functional homologues involved in carbohydrate processing. Microscopic and macroscopic observations revealed that wild-type P. aeruginosa PA14 produces a cellulase-sensitive extracellular matrix able to bind Congo red; no extracellular matrix was produced by the pel mutants. A comparison of the carbohydrates produced by the wild-type strain and pel mutants suggested that glucose was a principal component of the matrix material. Together, these results suggest that the pel genes are responsible for the production of a glucose-rich matrix material required for the formation of biofilms by P. aeruginosa PA14.     

铜绿假单胞菌泳动能力相关新基因的筛选及鉴定

从Mu转座突变子文库中经过表型筛选,得到12株泳动(Swimming motility)能力缺陷的突变子,经Mu转座子插入位点的确认、基因克隆及测序分析发现其中10个突变子中Mu转座子分别插入到10个不同的与鞭毛运动和功能相关的基因中,2个突变子中Mu转座子插入到功能未知的新基因(PA2950和PA5022)中,电镜观察结果表明这2个突变株均具有完整的鞭毛,初步推测这2个基因可能是参与鞭毛泳动的能量代谢、趋化作用或信息传递的新基因。     

铜绿假单胞菌PAO1中c-di-GMP代谢相关基因PA0575对表型的影响

【背景】铜绿假单胞菌PAO1中存在与环鸟苷二磷酸(cyclic-di-guanosine monophosphate,c-di-GMP)代谢相关基因PA0575。【目的】探讨铜绿假单胞菌PAO1中环鸟苷二磷酸代谢相关基因PA0575对运动能力及生物膜的影响。【方法】通过PCR对菌株遗传背景进行确认;利用刚果红结合实验及电转PcdrA-gfp质粒间接测量胞内c-di-GMP水平;利用泳动性(swimming)、蜂群泳动(swarming)、蹭行运动(twiching)和生物膜定量实验对细菌进行表型分析,并在运动培养基中添加抗生素研究其对运动能力的影响;针对PA0575基因进行融合蛋白表达载体的构建,并对蛋白进行原核诱导表达。【结果】3株突变体菌株的转座子插入突变位点不一致,胞内c-di-GMP水平检测结果显示,PA0575-1菌株的c-di-GMP含量高于野生型PAO1菌株(P0.05),PA0575-2、PA0575-3菌株胞内c-di-GMP水平与野生型PAO1菌株无差异(P0.05)。运动能力检测实验中,与野生型PAO1菌株相比,PA0575-1菌株泳动性增强(P0.05);PA0575-2、PA0575-3菌株的泳动性、蜂群运动均增强(P0.05);该基因不同位点的突变均导致氯霉素对菌株的运动能力产生抑制作用。生物膜定量结果显示,与野生型PAO1菌株相比,细菌培养18 h后PA0575-1的生物膜含量降低(P0.05),PA0575-2、PA0575-3菌株的生物膜含量升高。最后成功构建了PA0575基因不同结构域的8个表达载体,并获得了异源表达蛋白。【结论】PA0575基因降低铜绿假单胞菌胞内c-di-GMP的水平,影响表型的同时也抑制了氯霉素抗性基因的表达。以上研究为PA0575基因对表型的影响奠定了基础。     

血浆凝集降低筛选金黄色葡萄球菌促凝相关基因

【背景】金黄色葡萄球菌是重要的致病菌,其中促凝聚是重要的致病机制之一,可能存在新的基因参与其中。【目的】通过采用血浆凝集降低方法筛选及鉴定促凝相关基因。【方法】利用转座子随机插入突变技术建立金黄色葡萄球菌转座子突变文库,采用动态比浊及试管凝集技术筛选凝集能力降低的突变株;应用抗性标记挽救法鉴定突变基因并应用生物信息学预测基因的功能。【结果】通过观察血浆凝集能力降低共计筛选到突变菌株82个。鉴定其中的76个突变菌株的转座子插入位点,涉及基因13个,包括报道的与促凝集有关基因4个(占筛选基因的30.8%)。【结论】从金黄色葡萄球菌凝集能力降低筛选与促凝集可能有关的基因,为金黄色葡萄球菌促凝集基因的筛选提供了新策略,同时为了解该菌促凝集过程提供了候选基因。     

MexAB-OprM hyperexpression in NalC-type multidrug-resistant Pseudomonas aeruginosa: identification and characterization of the nalC gene encoding a repressor of PA3720-PA3719

MexAB-OprM is a multidrug efflux system that contributes to intrinsic and acquired multidrug resistance in Pseudomonas aeruginosa, the latter as a result of mutational hyperexpression of the mexAB-oprM operon. While efflux gene hyperexpression typically results from mutations in the linked mexR repressor gene, it also occurs independently of mexR mutations in so-called nalC mutants that demonstrate more modest mexAB-oprM expression and, thus, more modest multidrug resistance than do mexR strains. Using a transposon insertion mutagenesis approach, nalC mutant strains were selected and the disrupted gene, PA3721, identified. Amplification and sequencing of this gene from previously isolated spontaneous nalC mutants revealed the presence of mutations in all instances and as such, PA3721 has been renamed nalC. PA3721 (nalC) encodes a probable repressor of the TetR/AcrR family and occurs upstream of an apparent two-gene operon, PA3720-PA3719, whose expression was negatively regulated by PA3721. Thus, PA3720-PA3719 was hyperexpressed in transposon insertion and spontaneous nalC mutants. The loss of PA3719 but not of PA3720 expression in a spontaneous nalC mutant reduced MexAB-OprM expression to wild-type levels and compromised multidrug resistance, an indication that hyperexpression of PA3719 only was necessary for the nalC phenotype. Introduction of PA3719 into wild-type P. aeruginosa on a multicopy plasmid was, in fact, sufficient to promote elevated MexAB-OprM expression and multidrug resistance characteristic of a nalC strain. Thus, the nalC (PA3721) mutation serves only to enhance PA3720-PA3719 expression, with expression of PA3719 (encodes a 53 amino acid protein of predicted pI 10.4) directly or indirectly impacting MexAB-OprM expression. Intriguingly, nalC strains produce markedly elevated levels of stable MexR protein suggesting that PA3720-PA3719 hyperexpression somehow modulates MexR repressor activity. The deduced products of PA3720-PA3719 show no homology to sequences presently in the GenBank databases, however, and as such provide no clues as to how this might occur.