高致病性2型猪链球菌截短型类枯草杆菌丝氨酸蛋白酶基因的鉴定和功能研究

【目的】克隆表达高致病性2型猪链球菌05ZYH33株的SspA截短型基因,验证其是否具有酶学活性,并构建该基因的缺失突变株细菌,探讨其在2型猪链球菌致病过程中所起的作用【。方法】构建SS2的SspA截短型基因05SSU0811原核表达质粒,表达并纯化05SSU0811蛋白,运用丝氨酸蛋白酶底物Succinyl-Ala-Ala-Pro-Phe-p-nitroanilide(pNa),通过显色反应检测表达产物的酶学活性;运用同源重组技术敲除05SSU0811基因,多重交叉PCR筛选敲除株并测序鉴定,动物试验分析05SSU0811基因缺失对细菌毒力的影响。【结果】成功表达并纯化05SSU0811蛋白,浓度约为3.5 g/L。丝氨酸蛋白酶活性测定试验证实其具有酶学活性;获得05SSU0811基因缺失突变株,小鼠攻毒试验表明,野生株攻毒的20只小鼠全部死亡,基因缺失突变株攻毒组死亡9只,死亡率45%,两组间死亡率有显著性差异。表明05SSU0811基因缺失的菌株毒力较野生株明显下降。【结论】05SSU0811基因编码的截短型丝氨酸蛋白酶仍然具有酶学活性,SS2的截短型基因SspA在高致病性2型猪链球菌的致病性方面具有一定作用。     

2型猪链球菌SSU0448基因敲除突变株的构建及其毒力分析

【目的】 通过构建2型猪链球菌(SS2)强毒株05ZYH33的SSU0448基因缺失突变株Δ0448和互补株CΔ0448,探索SSU0448基因缺失对细菌基本生物学特性和细菌毒力的影响。【方法】用同源重组基因敲除方法构建筛选强毒株05ZYH33中N-乙酰半乳糖胺和半乳糖胺代谢途径相关转录调节因子SSU0448基因的缺失突变株,比较分析突变株Δ0448与野生株05ZYH33、互补株CΔ0448的基本生物学特性,小鼠毒力实验分析SSU0448基因缺失对细菌毒力的影响。【结果】PCR检测分析显示,SSU0448基因在转化重组体中被壮观霉素抗性基因所替代,表明基因敲除突变株构建成功;同时构建了基因功能互补株CΔ0448。生物学特性实验表明突变株Δ0448在成链能力上较野生株明显减弱,对数生长期稍短,快速到达平台期;而菌落形态、革兰氏染色和溶血活性方面无明显差异;小鼠毒力实验发现,突变株毒力并无显著改变。【结论】SSU0448基因的敲除能够改变2型猪链球菌的成链能力;不影响其侵袭致病能力,可能延缓2型猪链球菌的发病过程,此研究为2型猪链球菌致病感染奠定了基础。     

2型猪链球菌MocR家族转录调控因子SSU0562基因敲除突变体的构建及毒力分析

目的:构建2型猪链球菌强毒株05ZYH33中MocR家族转录调控因子SSU0562基因敲除的突变株,探索SSU0562基因缺失对细菌基本生物学特性和毒力的影响。方法:构建左右两侧为SSU0562基因上下游的同源序列,中间部分为壮观霉素抗性基因(Spcr)的基因敲除质粒,通过同源重组的方法筛选SSU0562基因敲除突变株Δ0562。对突变株与野生株的基本生物学特性进行系统的比较分析,并且将小鼠作为动物感染的模型来研究突变株的毒力。结果:组合PCR的分析及基因测序结果均表明Spcr完全取代了S.suis2中SSU0562基因位点,表明基因敲除突变体Δ0562构建成功,反转录PCR(RT-PCR)证实了突变株Δ0562中SSU0562基因在转录水平的缺失;在溶血活性、生长速率及对小鼠的致病力方面,突变株Δ0562与野生株05ZYH33相比均无显著差别,然而革兰染色实验显示突变株Δ0562的成链能力明显减弱。结论:猪链球菌强毒株05ZYH33的毒力并未因SSU0562基因的缺失而发生显著性改变,表明SSU0562基因并非猪链球菌的毒力决定因子,但很有可能参与猪链球菌成链能力的调控。     

猪链球菌2型菌毛骨架蛋白编码基因SSU2101敲除突变株的构建及其生物学功能

利用同源重组基因敲除方法构建猪链球菌2型(Streptococcus suis serotype2,S.suis2)中国强毒株05ZYH33菌毛骨架蛋白(Backbone protein,BP)编码基因SSU2101敲除突变株。采用引物特异性PCR分析、Southern杂交及RT-PCR等方法鉴定,证实成功构建了BP基因缺失突变株。生物学特性显示,突变株的菌落形态、溶血活性以及染色特性方面与野生株之间均无明显差异。小鼠致病性试验结果显示,突变株的毒力比野生株显著减弱。研究结果提示菌毛在S.suis2感染致病过程中起重要作用,为系统研究S.suis2菌毛分子装配机制及其生物学功能奠定了基础。     

高致病性2型猪链球菌IV型样分泌系统virB1-89K基因的敲除及其对毒力的影响

摘要:【目的】构建高致病性2 型猪链球菌IV 型样分泌系统virB1-89K基因的敲除株和互补株,研究virB1-89K基因缺失对细菌毒力的影响。【方法】通过同源重组技术敲除virB1-89K基因,多重PCR筛选敲除株并测序鉴定。再将virB1-89K基因克隆到穿梭质粒pSET1后转入virB1-89K敲除株中,构建互补株。比较野生株05 ZYH33、突变株△virB1-89K和互补株CvirB1-89K三者基本生物学特性的差异,小鼠实验分析virB1-89K基因敲除后对细菌毒力的影响。【结果】成功构建突变株△virB1-89K和互补株CvirB1-89K,在基本生物学性状无明显改变的情况下,敲除株的毒性降低到野生株的30%,互补株可恢复其毒性。【结论】virB1-89K基因作为2型猪链球菌高致病性菌株05 ZYH33的IV样分泌 系统的重要组分,与其高致病性密切相关。     

猪链球菌2型05Z33强毒株转录调控因子Rgg基因敲除突变体的构建及毒力分析

目的:构建猪链球菌2型强毒株05ZYH33转录调控因子Rgg的基因敲除突变体,观察其生物学性状,并在动物感染实验中比较敲除株与野生株的毒力差异,为进一步研究猪链球菌转录调控因子在致病中的作用提供实验基础。方法:分别以猪链球菌2型05ZYH33基因组和pSET1质粒为模板,扩增基因SSU05_1997两侧各约500 bp的片段为上下游同源臂,氯霉素(Cm)抗性基因为中间片段,采用重叠PCR方法连接3个片段;连接产物先克隆到T载体上,再经过酶切克隆到温度敏感自杀载体pSET4S上;将构建的基因敲除载体pSET4S-1997电转化入05ZYH33感受态细胞,通过改变培养温度筛选出基因敲除突变体05Z33△rgg;对敲除株和野生株的生物学性状及小鼠和猪的致病性进行了初步比较。结果:PCR分析和测序结果均显示基因SSU05_1997完全被Cm抗性基因所替代,基因敲除突变体构建成功;05ZYH33△rgg对小鼠和猪的致病性与野生株相比无明显差异。结论:转录调控因子Rgg可能和猪链球菌2型的毒力无关。     

猪链球菌2型Ⅳ型分泌系统组分VirD4与毒力相关性分析

摘要:【目的】构建猪链球菌2型强毒株05ZYH33毒力岛89 K上的Ⅳ型分泌系统组分VirD4敲除突变株,初步分析其活性和毒力,为进一步研究猪链球菌2 型在逃避宿主天然免疫杀伤中的作用提供基础。【方法】以05ZYH33基因组为模板,PCR扩增VirD4基因上下游同源臂,以穿梭质粒pSET1为模板,PCR扩增氯霉素抗性基因Cm,通过重叠PCR技术搭建上述3个片段并连接至温敏载体pSET4s,构建基因敲除载体pSET4s∷VirD4;通过同源重组构建基因敲除突变株ΔVirD4;通过体外全血杀伤实验、CD1小鼠竞争感染及攻毒实验 对突变株和野生株的毒力进行比较分析。【结果】获得了基因敲除突变株ΔVirD4,通过对比发现其毒力与野生株相比有所降低。【结论】猪链球菌2型Ⅳ型分泌系统组分VirD 与其毒力相关,并在早期抵抗天然免疫细胞杀伤中发挥一定作用。     

猪链球菌2型荚膜唾液酸对细菌毒力和宿主炎症反应的影响

【目的】阐明猪链球菌2型荚膜唾液酸是否影响细菌毒力以及宿主对其炎症反应应答,为研究猪链球菌2型的致病机制奠定基础。【方法】比较实验菌株对BLAB/c小鼠模型的致病性;通过涂板计数的方法检测实验菌株在小鼠体内的分布;观察小鼠脑组织病理改变,分析实验菌株感染小鼠后中枢神经系统的病变差异;从小鼠体外全血细胞水平,运用ELISA法检测实验菌株感染后细胞炎性因子的分泌水平。【结果】荚膜唾液酸合成基因neuB缺失突变株ΔneuB相比野生株05ZYH33株,对小鼠毒力显著降低,回复突变株cΔneuB毒力回复至野生株水平;野生株和突变株在血液及脑组织中分布具有显著差异,均可致BLAB/c小鼠脑组织不同程度的损伤;与野生株组相比较,细菌/细胞相互作用不同时间点后,突变株组体外刺激小鼠全血细胞分泌MCP-1、IL-6的水平显著提高;【结论】荚膜唾液酸影响细菌的毒力及宿主细胞对其的炎症反应应答,它是猪链球菌2型穿透血脑屏障导致脑膜炎的重要毒力因子。     

猪链球菌2型分选酶srtBCD 基因敲除株的构建及其生物学特性分析

【目的】阐明分选酶srtBCD基因在猪链球菌2型致病过程中的作用。【方法】利用同源重组原理构建中间为壮观霉素、两侧为srtBCD基因上下游片段的重组质粒,将构建好的质粒电转化入猪链球菌感受态,筛选srtBCD缺失的突变株,并通过组合PCR和逆转录PCR对其进行验证。生物学功能实验研究srtBCD突变株和野毒株05Z33在生长速率、粘附、毒力等方面的差异。【结果】组合PCR和逆转录PCR结果均证实srtBCD突变株构建成功,体外实验结果显示srtBCD缺失后细菌的生长速率减慢,与Hep-2上皮细胞的粘附率明显降低,小鼠毒力实验数据表明突变株毒力无明显变化。【结论】猪链球菌2型srtBCD基因与细菌的粘附能力有关,为进一步研究猪链球菌2型的致病机理奠定基础。     

高致病性2型猪链球菌Ⅳ型样分泌系统virB1-89K基因的敲除及其对毒力的影响

[目的]构建高致病性2型猪链球菌Ⅳ型样分泌系统vir B1-89K基因的敲除株和互补株,研究vir B1-89K基因缺失对细菌毒力的影响.[方法]通过同源重组技术敲除vir B1-89K基因,多重PCR筛选敲除株并测序鉴定.再将virB1-89K基因克隆到穿梭质粒pSET1后转入vir B1-89K敲除株中,构建互补株.比较野生株05ZYH33、突变株△virB1-89K和互补株CvirB1-89K三者基本生物学特性的差异,小鼠实验分析virB1-89K基因敲除后对细菌毒力的影响.[结果]成功构建突变株△vir B1-89K和互补株CvirB1-89K,在基本生物学性状无明显改变的情况下,敲除株的毒性降低到野生株的30％,互补株可恢复其毒性.[结论]virB1-89K基因作为2型猪链球菌高致病性菌株05ZYH33的Ⅳ样分泌系统的重要组分,与其高致病性密切相关.     

猪链球菌2型ABC转运蛋白gene0910敲除突变体的构建及活性分析

目的:构建猪链球菌2型(Streptococcus suis type 2)强毒株05ZYH3389K毒力岛上的ABC转运蛋白gene0910敲除突变体,并初步分析其活性,为进一步研究猪链球菌假想毒力因子在致病中的作用提供实验基础。方法:以猪链球菌2型05ZYH33基因组为模板,扩增gene0910两侧各约500bp左右的片段为上下游同源臂,以pSET1质粒为模板,扩增氯霉素抗性基因Cm为中间片段,采用重叠PCR方法搭建三个片段,并克隆到自杀载体pSET4S上,构建基因敲除的载体。电转化05ZYH33感受态细胞,经30℃双交换和40℃质粒丢失,最后点板法筛选出基因敲除突变体△0910。对突变株和野生株的生物学活性及小鼠的致病性进行了初步比较。结果:PCR分析和测序结果均显示gene0910完全被氯霉素抗性基因Cm所替代,基因敲除突变体构建成功。结论:突变株的生物学活性和对小鼠的致病性与野生株相比差异不显著。     

2型猪链球菌gene0969基因敲除突变体的构建及毒力分析

目的:构建2型猪链球菌强毒株05ZYH33毒力岛89K上的Ⅳ型分泌系统组分gene0969敲除突变体,初步分析其活性,为进一步研究猪链球菌假想毒力因子在致病中的作用提供实验基础。方法:以05ZYH33基因组为模板,PCR扩增gene0969基因的上下游片段;以穿梭质粒pSET1为模板,PCR扩增氯霉素抗性基因Cm;采用重叠PCR方法搭建3个片段,并克隆到自杀载体pSET4s上,构建基因敲除载体,通过同源重组构建gene0969突变体,再用小鼠感染模型对突变株和野生株的毒力进行比较。结果:获得了gene0969基因敲除突变体,并发现其毒力与野生型相比有下降趋势。结论:2型猪链球菌假想毒力因子gene0969可能与毒力有关,其作用和机制值得进一步分析。     

猪链球菌2型强毒株S.suis 05ZY和弱毒株S.suis 1940的比较转录谱分析

目的:比较猪链球菌2型强毒株S.suis 05ZY和弱毒株S.suis 1940毒力相关基因转录水平的差异,为进一步研究强毒株S.suis 05ZY毒力增强的原因提供实验基础。方法:分别提取S.suis 05ZY和S.suis 1940的RNA,反转录成cDNA并纯化,用Cy5或Cy3标记,与猪链球菌全基因组DNA芯片进行杂交,扫描芯片进行数据分析,比较二者在转录水平上的差异基因。结果:编码溶血素、精氨酸氨基肽酶的基因分别上调4.4和6.0倍,参与荚膜多糖合成的相关基因cps2H、cps2I、cps2J和一些可能的毒力相关基因ofs、dpr、SSU05₀196、SSU05₀272、SSU05₁408-1409均发生转录水平的上调。结论:溶血素、荚膜多糖、精氨酸氨基肽酶及一些可能的毒力因子在转录水平的上调很可能与S.suis 05ZY的毒力增强有关。     

猪链球菌2型唾液酸合成酶neu B基因敲除突变株的构建及其生物学特性

利用同源重组基因敲除方法构建猪链球菌2型强毒株05ZYH33唾液酸合成酶neuB基因敲除突变株。PCR和Southern杂交结果均显示neuB基因在1株转化重组体中完全被壮观霉素抗性基因替代, 表明neuB基因敲除突变体构建成功。生物学特性鉴定显示, 突变体与强毒株在菌落形态、溶血活性以及染色特性方面均无明显差异; 电镜检查发现突变体表面结构组分与强毒株有显著差异, 荚膜明显变薄, 质地更加紧密; 小鼠致病性试验结果显示, 突变体毒力显著减弱。研究结果提示菌体荚膜中的唾液酸对于猪链球菌2型侵袭和致病具有重要作用。     

2型猪链球菌Fbps基因敲除突变体的构建及毒力分析

目的:敲除2型猪链球菌(SS2)强毒株05ZYH33中的Fbps基因,研究该基因敲除对菌株生物活性及毒力的影响,为深入探讨猪链球菌致病机制提供实验基础。方法:从05ZYH33基因组中扩增Fbps基因上、下游同源臂,从pSET1质粒中扩增氯霉素抗性基因Cm,通过重叠PCR的方法将3个片段整合后连接到温敏自杀载体pSET4s上,电转入05ZYH33感受态细胞,通过改变培养温度实现双交换和质粒丢失,最后经抗性筛选获得敲除株05ZYH33ΔFBPS,分析敲除株的生物学性状,以CD1小鼠作为体外感染模型对突变株和野生株进行毒力比较。结果:PCR分析和测序结果均显示Fbps基因敲除成功,动物实验结果显示Fbps基因敲除后05ZYH33的毒力有所下降。结论:与野生株相比,突变株对小鼠的毒力有所降低。     

Identification of a Novel Virulence-Related Gene in Streptococcus suis Type 2 Strains

The trag is a novel infection-related factor identified using in vivo-induced antigen technology (IVIAT) from SS2 expression libraries with swine convalescent sera. PCR-based studies of various S. suis strains collected from different sources revealed that the trag gene was present in all the virulent SS2 strains, but absent in the avirulent T15 strain. PCR and Southern hybridization analyses of a trag-knockout strain created through homologous recombination confirmed the coding sequence of trag replaced by spc ^R cassette in the ?trag mutant. Zebrafish was used to identify the role of trag in SS2 virulence. The reduction of virulence in the trag mutant compared to the wild-type in animal model systems, laid the foundation for further studies.     

VI型分泌系统2核心组分VgrG对禽致病性大肠杆菌致病性的影响

【目的】构建禽致病性大肠杆菌(Avian pathogenic Escherichia coli,APEC)VI型分泌系统2(Type VI secretion system 2,T6SS2)结构基因vgrG缺失株,研究其对APEC生物学特性及致病性的影响。【方法】通过Red同源重组方法构建DE719菌株vgrG基因缺失株,并利用低拷贝质粒pSTV28构建互补株。比较分析野生株、缺失株与互补株的生长特性、运动性、生物被膜形成能力、黏附侵袭能力、动物致病力等差异。【结果】vgr G基因缺失不影响DE719的生长速度、运动能力及生物被膜形成能力。致病性试验表明缺失vgrG导致体内定殖能力及致病力显著下降,然而对DF-1细胞的黏附能力增强。【结论】T6SS2核心组分VgrG在APEC感染过程中发挥重要作用,为了解APEC的致病作用提供参考。