基于转录组学与蛋白质组学对猪丹毒丝菌耐药性的研究

背景] β-内酰胺类（β-lactams）抗生素是防治猪丹毒的常用药物，其中青霉素（Penicillin，PG）更是首选药物。目的] 运用转录组学与蛋白质组学方法初步探究猪丹毒丝菌（Erysipelothrix rhusiopathiae，E.rhusiopathiae）产生PG抗性的机制，为进一步开展E.rhusiopathiae耐药机制的研究奠定基础。方法] 采用K-B纸片法和微量稀释法分别测定受试菌株AEr51、AEr31和AErS对26种抗生素的感受性及对PG、阿莫西林（AMX）和氨苄西林（AMP）的最小抑菌浓度（Minimun Inhibitory Concentration，MIC）；然后通过转录组学测序（RNA-Seq）技术和串联质谱标签法（Tandem Mass Tag，TMT）定量蛋白质组学技术进一步探究猪丹毒丝菌产生PG抗性的分子机制。结果] AEr51、AEr31和AErS对26种抗生素耐药率分别为34.62%、26.92%和34.62%，其中AErS和AEr31对所有β-lactams抗生素敏感，而AEr51除对PG耐药外，对其他β-lactams抗生素均敏感；AEr51、AEr31和AErS对PG、AMX、AMP的MIC分别为32、4、2 μg/mL，0.25、0.50、0.50 μg/mL和0.125、0.500、0.250μg/mL；RNA-Seq分析显示AEr51/AErS比较组中共筛到668个差异基因，其中上调434个、下调234个，AEr51/AEr31比较组中共筛到403个差异基因，其中上调275个、下调128个，差异表达基因主要富集于代谢途径、ABC转运系统、β-内酰胺抗性、双组分信号传导系统等通路，而且与RT-qPCR验证结果基本一致；TMT分析显示AEr51/AErS比较组中共筛到167个差异蛋白，其中上调86个、下调81个，AEr51/AEr31比较组中共筛到159个差异蛋白，其中上调80个、下调79个，差异表达蛋白显著富集于微生物、氨基酸、碳、硫、嘧啶代谢等相关的代谢通路，而且与平行反应监视（Parallel Reaction Monitoring，PRM）靶向验证结果基本一致。结论] ABC转运系统、双组分信号传导系统、β-内酰胺抗性等通路在猪丹毒丝菌对青霉素耐药性产生过程中发挥重要作用，同时伴随微生物、氨基酸、碳、硫、嘧啶代谢等生命过程。