金黄色葡萄球菌杀白细胞素ED的研究进展

杀白细胞素ED(leukocidin ED,LukED)是金黄色葡萄球菌产生的双组分成孔杀白细胞素之一,由共转录于一条mRNA的lukE和lukD两个基因编码。LukED可与趋化因子受体CCR5结合以杀伤巨噬细胞、T细胞和树突细胞,或与中性粒细胞、单核细胞和自然杀伤(natural kiler,NK)细胞上的表面受体CXCR1/2结合以促进金黄色葡萄球菌的致病性及系统性感染宿主的死亡。此外,LukED还可结合Duffy 抗原趋化因子受体,使裂解红细胞释放血红蛋白,促进细菌的铁吸收和生长繁殖。LukED的表达受双组分信号转导系统附属基因调节子--毒素抑制子(Agr-Rot)通路和转录调节子RpiRc、SpoVG的调控。lukED基因在金黄色葡萄球菌中广泛流行,与金黄色葡萄球菌所致血流感染、脓疱病及抗生素相关性腹泻密切相关。这些进展对了解LukED的表达调控机制、临床意义及其在细菌致病机制中的作用,开发新的金黄色葡萄球菌感染抗毒素治疗药物具有重要意义     

葡萄球菌呼吸相关双组分系统SrrAB研究进展

葡萄球菌呼吸相关双组分系统SrrAB能感应外界O2浓度,并将信号传至胞内,调控下游基因的转录,以应对外界环境的变化。有研究表明,金黄色葡萄球菌SrrAB在有氧条件下促进毒力因子的表达,抑制生物膜的形成;在厌氧条件下抑制毒力因子的表达,促进生物膜的形成。另外,在有氧及厌氧条件下,金黄色葡萄球菌SrrAB调控生长代谢的途径也不一致。表皮葡萄球菌中也存在类似的双组分系统SrrAB,且与金黄色葡萄球菌SrrAB具有较高同源性,但目前尚不清楚两者在生长代谢及毒力调控方面的异同。结合课题组研究工作,简要综述葡萄球菌SrrAB的调控机制,着重比较其在有氧及厌氧条件下的调控差异,这对临床诊治葡萄球菌引起的感染具有一定的借鉴意义。     

快速检测金黄色葡萄球菌的一种氮源的酶解优化策略

以金黄色葡萄球菌为指示菌,采用复合蛋白酶酶解法优化调整一种牛肉浸粉的成分,为开发快速检测病原菌的培养基配方提供参考。建立液体摇瓶培养OD_(600)值和平板培养法菌落统计相结合的评价方法,筛选蛋白酶的组合和水解控制条件,考察和分析不同酶解产物对金黄色葡萄球菌的生长作用影响的一些规律。在底物浓度12%,自制复合蛋白酶加酶量200 U/g,pH 7.5,50℃,酶解1 h条件下,比较几种不同细菌生长曲线发现,酶解产物对金黄色葡萄球菌有明显的促进生长作用,且对冷冻负伤的该菌有显著性的复原能力。最优酶解条件下的牛肉浸粉,可以使得其中的多肽和游离氨基酸成分分布达一定的状态,这个状态下多肽分子量集中在小于500 Da,其中分子量小于170 Da高达31.79%,其中的支链氨基酸含量较高时,更有利于促进金黄色葡萄球菌的生长。     

金黄色葡萄球菌基因表达的DNA扣除法

[目的]金黄色葡萄球菌作为一种分布广泛的致病微生物和研究革兰氏阳性菌遗传背景的模式菌株,利用real-time RT PCR对相关毒素及调控基因进行表达定量分析,在生物、医学、食品检测等领域具有较大研究价值.[方法]对制备好的反转录(RT,含有cDNA和DNA)和非反转录(RTˉ,仅含DNA)样品进行Real-time PCR检测,根据经典(1 E)ˉ△△Ct相对定量算法并结合PCR效率公式建立一种基因表达相对定量分析的DNA扣除法,将得到的Ct值转换为各样品含量,从RT样品中扣除RTˉ样品的量,无需DNaseⅠ酶解处理就可以去除DNA的影响,RTˉ样品的检测结果还可同时作为稳定的DNA内参.[结果]采用以上方法分析金黄色葡萄球菌肠毒素A基因(sea)、16S rRNA和RNA Ⅲ的表达情况,在含有葡萄糖的NB培养基中sea的相对转录水平随着葡萄糖浓度的增大而升高,RNAⅢ的相对转录水平随葡萄糖浓度的变化而产生小幅度的波动,16S rRNA在菌体生长初期时的表达量较为稳定;与绝对定量法比较,结果差异较小(均小于15%),且差异不显著(p＞0.05).[结论]这种基于DNA扣除法的Real-time RT PCR相对定量方法可以有效的对金黄色葡萄球菌的基因表达进行分析.     

产毒金黄色葡萄球菌鉴定及在百叶中生长与产毒特性分析

从生鲜食品中分离鉴定得到产肠毒素SEA的金黄色葡萄球菌（Staphyloccocus aureus）菌株,研究金黄色葡萄球菌在百叶中的生长变化及产肠毒素特性。将不同浓度的金黄色葡萄球菌同时接种到减菌（样品组）和未减菌（对照组）百叶中,高、低初始接种量分别控制在4.0 lg(cfu/g)和2.0 lg(cfu/g)左右,并定时追踪不同储存温度条件下百叶中金黄色葡萄球菌的活菌数及产毒情况。金黄色葡萄球菌肠毒素的检测采用商业化的ELISA试剂盒。在37 ℃储存过程中,金黄色葡萄球菌在样品组中不但能生长良好并在18 h后菌落数可达到7.0 lg(cfu/g)并被检测出肠毒素,对照组中金黄色葡萄球菌生长良好菌落数可达到7.0 lg(cfu/g)却未检测出产肠毒素。在25、15和5 ℃储存过程中,样品组和对照组百叶都未检测出肠毒素。温度对金黄色葡萄球菌在百叶中是否产肠毒素具有决定性的作用,且百叶中本身存在的杂菌可能可以抑制金黄色葡萄球菌产肠毒素。     

不同培养条件下金黄色葡萄球菌表型可塑性研究

表型可塑性在生物界普遍存在,但在微生物领域的研究相对较少,利用分子标记技术研究微生物表型可塑性方法也鲜有报道。用1株大肠埃希菌与45株金黄色葡萄球菌混合培养营造竞争环境,测定其生长量并与相同起始浓度单独培养的金黄色葡萄球菌生长量做GWAS对比,得到显著SNP位点。分析SNP位点中与金黄色葡萄球菌生长变化相关的基因表达量变化情况,研究其与金黄色葡萄球菌表型可塑性的关联性。以45株金黄色葡萄球菌在两种模式下生长量及全基因组测序结果为基础,利用双变量全基因组关联分析(Genome-wide association study,GWAS)法筛选与金黄色葡萄球菌生长量显著相关的单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphism,SNP)位点,定位这些SNP位点对应的金黄色葡萄球菌基因,从这些基因的功能中筛选与金黄色葡萄球菌生长变化相关的部分并汇总分析。之后选取其中关联性较强的scdA基因序列为模板设计引物,用实时荧光定量PCR (Real-time quantitative PCR,qPCR)的相对定量法,选用16S rDNA为内参基因,测定两种培养环境下基因的mRNA相对表达量,统计分析差异性。结果显示,与大肠埃希菌混合培养的金黄色葡萄球菌受其影响生长量显著降低。GWAS在12个取样点共检测出415个显著SNP位点,筛选后对scdA基因两种培养条件下的相对表达量进行测量并统计分析,结果显示无论251050位点碱基为A或G,scdA基因在混合培养中的相对表达量都显著高于单独培养中的表达量。测序结果表明整个培养过程中scdA基因型保持不变,而两种培养环境下金黄色葡萄球菌scdA基因相对表达量的变化反映了表型的差异。为了应对环境压力,金黄色葡萄球菌SNP251050对应的scdA基因在混合培养环境下显著提高了表达量,以维持自身在培养体系中的稳定性。这表明金黄色葡萄球菌能够依据环境变化在广义生理表型方面主动做出对环境信号的多样性响应,也可认为是金黄色葡萄球菌表型可塑性在环境变化下的反映。     

对数生长与G_0期人包皮成纤维细胞Stat1对INF-α刺激反应的差异

Stat1 (信号转导与转录活化子 1 )的激活与刺激因子和细胞组织类型有关 ,它的活化受体有组织分布特异性 .本研究比较 G0 期和对数生长周期两个不同状态体外培养的人包皮成纤维细胞受到干扰素 ( INF-α)刺激后 Stat1基因 m RNA、蛋白质表达以及蛋白质合成效率的差异 .结果表明 :成对数生长的细胞 Stat1的m RNA表达量较对照组增加达 1 0倍左右 ,蛋白质表达增加 3～ 4倍左右 ;G0 期细胞 Stat1的 m RNA表达量较对照组增加约 3～ 4倍 ,蛋白质表达增加约 3～ 4倍 ;对数生长细胞 Stat1蛋白质合成效率明显降低 ,在翻译水平可能有调控 .以上结果提示对数生长和 Go 细胞对 INF-α刺激反应有差异     

聚乙二醇小檗碱液对大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌生长的抑制作用

目的 明确聚乙二醇小檗碱液在琼脂培养基表面的抑菌特点,及其对大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌的标准菌株、抗生素敏感菌株与多重耐药菌株生长的抑制作用,研究评价药物在皮肤黏膜表面的抑菌作用的合理实验方法.方法 以大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌(标准菌株、抗生素敏感菌株和多重耐药菌株)为研究对象,用常量肉汤稀释法测定聚乙二醇小檗碱液的最低抑菌浓度(Minimum Inhibitory Concentration,MIC);用平皿琼脂培养法和试管肉汤培养法测定不同浓度聚乙二醇小檗碱液的抑菌作用.结果 在不同浓度的聚乙二醇小檗碱液的作用下,在琼脂培养基表面上或肉汤培养基中细菌的生长受到明显抑制,抑制作用与小檗碱浓度正相关,且对抗生素敏感菌株和多重耐药菌株的抑制作用差异无统计学意义;聚乙二醇小檗碱液在平皿琼脂表面和试管肉汤中对大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌抑制100％菌株的浓度分别为1 500和375 mg/L、1 500和375 mg/L.聚乙二醇小檗碱液在琼脂培养基表面的抑菌作用明显低于在肉汤培养基中的抑制作用,在琼脂培养基表面的抑菌浓度是肉汤培养基中的抑菌浓度的4倍.并且金黄色葡萄球菌与大肠埃希菌之间差异无统计学意义.聚乙二醇小檗碱液必须达到肉汤培养基中4倍以上浓度时,才能获得抑制100％细菌在琼脂培养基表面生长的效果.结论 高浓度的聚乙二醇小檗碱液可以抑制皮肤黏膜表面的细菌,包括抗生素耐药菌株的生长;皮肤黏膜表面应用聚乙二醇小檗碱液的适宜浓度为1 500 mg/L.琼脂培养基法适用于评价药物在皮肤黏膜表面的抑菌作用.     

金黄色葡萄球菌培养基的筛选及发酵条件的优化研究

为提高金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)发酵产生的菌体及荚膜多糖产量,对4种不同培养基(THB肉汤、哥伦比亚液体培养基、营养肉汤和脑心浸出液)进行了筛选,利用单因素及正交试验对培养条件进行了优化,并通过透射电镜对优化前后细菌的荚膜进行了比较观察。结果表明,添加2%乳清的哥伦比亚液体培养基最适合金黄色葡萄球菌的生长,优化后的培养条件为发酵液p H 7.0,接种量1%,37℃、200 r/min培养至16 h。与优化前相比,菌体产量提高了20%;电镜观察表明,有荚膜菌体的数量增加且荚膜层增厚。本研究为后期多糖疫苗的研究提供参考。     

连翘对金黄色葡萄球菌的抑菌作用及机制的试验研究

探讨连翘对金黄色葡萄球菌的抑菌作用及机制。根据2,3,5-氯化三苯基四氮唑(TTC)染色法测定连翘对金黄色葡萄球菌的最低抑菌浓度(MIC)。用连翘的MIC浓度的处理金黄色葡萄球菌,分别在0、4 h、8h、12 h、16 h、20 h、24 h、28 h、32 h取样测定光密度值(OD值),绘制其生长曲线。用MIC的连翘处理金黄色葡萄球菌24 h,检测琥珀酸脱氢酶(SDH)和苹果酸脱氢酶(MDH)活性。用MIC的连翘作用于金黄色葡萄球菌,电导仪检测0、2 h、4 h、6 h、8 h、10 h时上清液稀释20倍的电导率,紫外分光光度计检测DNA、RNA等大分子物质的外渗水平。连翘对金黄色葡萄球菌的MIC为0.12 mg/m L。连翘作用后的金黄色葡萄球菌生长明显受到抑制并且提前4 h进入衰亡期。连翘作用后的金黄色葡萄球菌中SDH和MDH活性显著下降,而培养基上清的电导率明显升高,DNA、RNA等大分子物质外渗水平明显增多。连翘能抑制金黄色葡萄球菌的生长,作用机制可能与细胞膜通透性及SDH和MDH代谢酶活性有关。     

Proteomic analysis of exoproteins expressed by enterotoxigenic Staphylococcus aureus strains

Pathogenic bacteria excrete a variety of virulence factors into extracellular medium and to the cell surface which have essential roles in the colonization and insurrection of the host cells, and thus reflect the degree of bacterial pathogenicity. For the exploration of virulence factors expressed in the secreted proteome fraction, different Staphylococcus aureus strains were analyzed using gel-based bottom-up proteomic approach. A total of 119 distinct proteins were identified for the enterotoxin gene cluster (egc) negative and seb gene positive S. aureus American Type Culture Collection (ATCC) 14458 strain by the use of one- and 2-DE based proteomics. Detailed analysis of enterotoxin region of the 2-D map confirmed, beside the highly expressed staphylococcal enterotoxin B (SEB), the presence of enterotoxin-like proteins SElK and SElQ previously predicted by genotyping (Sergeev et al.., J. Clin. Microbiol. 2004, 42, 2134-2143). Exoprotein patterns at the late-exponential (7 h) and stationary (24 h) phases of cellular growth show a high-level similarity in this region. Comparative analysis of enterotoxin region of five S. aureus strains including two clinical isolates (RIMD 31092 and A900322), a food derived strain (AB-8802) with highly prevalent egc positive operon and a nonenterotoxigenic reference strain (ROS) revealed the presence of different known enterotoxins and other virulence factors along with a number of core exoproteins. In addition, production of SElL (RIMD 31092) and SElP (A900322) was demonstrated for the first time at the protein level. Under the experimental conditions applied none of the enterotoxins encoded by the genes of egc operon was identified.     

The production of extracellular proteins is regulated by ribonuclease III via two different pathways in Staphylococcus aureus

Staphylococcus aureus ribonuclease III belongs to the enzyme family known to degrade double-stranded RNAs. It has previously been reported that RNase III cannot influence cell growth but regulates virulence gene expression in S. aureus. Here we constructed an RNase III inactivation mutant (Δrnc) from S. aureus 8325-4. It was found that the extracellular proteins of Δrnc were decreased. Furthermore, we explored how RNase III regulated the production of the extracellular proteins in S. aureus. We found during the lag phase of the bacterial growth cycle RNase III could influence the extracellular protein secretion via regulating the expression of secY2, one component of accessory secretory (sec) pathway. After S. aureus cells grew to exponential phase, RNase III can regulate the expression of extracellular proteins by affecting the level of RNAIII. Further investigation showed that the mRNA stability of secY2 and RNAIII was affected by RNase III. Our results suggest that RNase III could regulate the pathogenicity of S. aureus by influencing the level of extracellular proteins via two different ways respectively at different growth phases.