抗生素对溶藻弧菌SXT/R391元件转移频率的影响北大核心CSCD

【目的】研究萘啶酸、诺氟沙星、卡那霉素3种抗生素对溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)SXT/R391元件ICEVal A056-1转移频率的影响。【方法】利用PCR检测溶藻弧菌A056中ICEVal A056-1的自我剪切、转移潜力。通过溶藻弧菌A056与大肠杆菌菌株VB111的接合实验,研究溶藻弧菌分别在含不同浓度萘啶酸、诺氟沙星、卡那霉素的LB培养基中培养15 min或30 min后,ICEVal A056-1转移频率的变化规律。【结果】溶藻弧菌A056细胞中有环状形式的ICEVal A056-1分子存在,具有水平转移潜力;溶藻弧菌A056在含40μg/m L萘啶酸的LB中培养30 min后,ICEVal A056-1转移频率是对照组的19.59倍;在含50μg/m L诺氟沙星的LB中培养15 min后,ICEVal A056-1转移频率是对照组的31.25倍;在含不同浓度卡那霉素的LB中培养30 min后,ICEVal A056-1转移频率与对照组没有显著差别。【结论】部分抗生素的使用可以明显促进溶藻弧菌ICEVal A056-1向大肠杆菌的转移,因此海洋环境中抗生素的滥用及随意排放很可能加剧ICEs(integrating conjugative elements)从溶藻弧菌到其他细菌的传播。     

pVA质粒中II型分泌系统同源基因对副溶血弧菌生物学特性及PirAB表达和分泌的影响

【背景】副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)是引起养殖对虾急性肝胰腺坏死病(acute hepatopancreatic necrosis disease, AHPND)的病原之一,毒素蛋白PirAB是该病原的致病因子,由病原携带的pVA质粒上的pirA和pirB编码。PirAB的分泌途径尚未明确。【目的】探究pVA质粒中Ⅱ型分泌系统同源基因epsG2和epsE2对副溶血弧菌生物学特性及PirAB表达和分泌的影响。【方法】通过生物信息学分析发现副溶血弧菌VP220218株pVA质粒上存在2个Ⅱ型分泌系统(type Ⅱ secretion system, T2SS)的同源基因epsG2和epsE2;利用框内缺失方法构建了突变株ΔepsG2和ΔepsE2,检测其生长、生物被膜形成、运动力和胞外蛋白酶活力的变化,进一步用RT-qPCR和Western blotting分析了PirAB表达和分泌的变化。【结果】epsG2和epsE2能够抑制VP220218的胞外蛋白酶活力(P<0.001)、在对数生长期抑制细菌的生长(P<0.05);此外,epsG2能够促进细菌的运动(P<0.05)、在平台期抑制VP220218的生物膜形成(P<0.05),epsE2能够抑制细菌的运动、在对数生长中后期促进VP220218的生物膜形成(P<0.05)。RT-qPCR结果显示,epsE2对pirA和pirB的表达无影响;epsG2在对数生长初期和中期抑制pirA和pirB的表达,在对数生长后期和平台期则促进pirA和pirB的表达。Western blotting结果显示,epsG2对PirAB的合成和分泌无影响,epsE2能够促进PirAB的合成和分泌。【结论】epsG2和epsE2参与了副溶血弧菌VP220218的生理活动,且epsE2影响PirAB的合成和分泌。研究结果为了解致AHPND菌PirAB毒素的合成和分泌途径提供了参考。     

超临界CO2与姜精油协同对副溶血弧菌杀菌效果的影响与机制研究

优化超临界CO₂低压、低温杀菌技术,降低细菌群体感应对杀菌效果的影响。采用液质联用法和苯酚硫酸法分别测定副溶血弧菌群体感应信号分子和胞外多糖的含量,采用微量扩散法测定所选群体感应抑制剂姜精油的群体感应抑制活性,优化联合超临界CO₂杀菌工艺。随着菌落总数的增加,群体感应信号分子和胞外多糖在菌悬液中积累,激活相关基因的表达从而增强菌体感应导致超临界CO₂杀菌效果下降。姜精油可作为群体感应抑制剂,其最小抑制浓度为200μg/mL,且在亚抑菌浓度下可以显著抑制副溶血弧菌的泳动性、生物膜形成(抑制率为64.20%)及菌悬液中的胞外多糖产生(抑制率为45.1%)。联合杀菌的最优工艺为群体感应抑制剂浓度75μg/mL,杀菌条件为15 MPa、40℃、20 min。姜精油可作为群体感应抑制剂应用于超临界CO₂杀菌可以大幅度提升其杀菌效果,为群体感应抑制剂的应用提供理论基础。     

T3SS1和T3SS2影响副溶血弧菌生物学特性及细胞致病性的比较

【目的】探究两套Ⅲ型分泌系统T3SS1和T3SS2影响副溶血弧菌生物学特性及细胞致病性的差异和相关性。【方法】以T3SS1和T3SS2主要结构基因vcrD1和vcrD2为研究对象,利用同源重组技术分别构建单基因和双基因缺失株ΔvcrD1、ΔvcrD2、ΔvcrD1-vcrD2,以及互补株CΔvcrD1和CΔvcrD2;分析各菌株的生长特性、生物被膜形成能力、运动性的差异;比较各菌株对细胞毒性以及对细胞炎性因子转录水平的影响。【结果】与野生株相比,各缺失株的生长速度无显著差异。缺失株ΔvcrD1生物被膜形成能力、运动性和细胞毒性均极显著下降;缺失株ΔvcrD2主要表现为细胞炎性因子IL-1β和IL-6转录水平的显著上调,同时对细胞毒性作用下降。双基因缺失株ΔvcrD1-vcrD2在缺失株ΔvcrD1的基础上,生物被膜形成能力、运动性、细胞毒性均进一步显著下降,但在细胞炎性因子的转录水平上,则与ΔvcrD1一致,与野生株相比均无显著差异。【结论】T3SS1和T3SS2对副溶血弧菌生物学特性和细胞致病性的影响存在差异。T3SS1主要影响细菌的生物被膜形成、运动性及细胞毒性作用;T3SS2不影响生物被膜形成、运动性等生物学特性,参与细菌对细胞炎性反应中的负调控作用,同时具有一定的细胞毒性作用。T3SS1有助于副溶血弧菌在环境中的生存,而T3SS2可有利于细菌在宿主体内免疫逃避的过程。T3SS1和T3SS2对副溶血弧菌生物学特性和细胞致病性的影响可能存在一定的相关作用,具体机制有待进一步研究。     

副溶血性弧菌脂蛋白定位系统转运蛋白结构与功能的生物信息学分析

【目的】副溶血性弧菌是一种重要的人畜共患病原菌,脂蛋白定位系统(Localization of lipoprotein system,Lol)负责该菌脂蛋白的转运与定位,与其致病力及耐药性密切相关,对Lol系统转运蛋白进行系统的生物信息学分析,有助于推动副溶血性弧菌致病与耐药机理的进一步研究。【方法】本文通过生物信息学分析技术,结合ExPASy在线工具、SignalP 4.0 Server、TMHMM-2.0、STRING、SWISS-MODEL等软件,分析了副溶血性弧菌Lol系统转运蛋白LolA-E及LolCD_2E的基本性质、蛋白互作关系及三级结构。【结果】LolA和LolB为酸性亲水蛋白,含信号肽位点,无跨膜区域。LolC和LolE为碱性疏水膜蛋白,LolCD_2E为中性疏水膜蛋白,LolC-E及LolCD_2E均无显著的信号肽位点。蛋白相互作用网络显示,LolA–E五个蛋白的编码基因均共表达,负责脂蛋白的合成与转运,并与BamA、Pal、MacB、CmeC等外膜蛋白具有密切的互作关系。三级结构同源建模发现,副溶血性弧菌与大肠杆菌拥有相似的LolA和LolB结构,LolC-E含有MacB蛋白的同源结构,赋予了该系统消耗ATP运输脂蛋白的重要功能。此外,本研究还首次发现了副溶血性弧菌LolC和LolE中存在一段保守的Hook结构,是LolCD_2E复合物与LolA结合并转运脂蛋白的关键区域。【结论】本研究为副溶血性弧菌Lol系统转运蛋白的表达纯化、结构与功能的研究提供了重要的数据基础,为后续抗菌药物的研发提供了新型作用靶点。     

副溶血性弧菌-霍乱弧菌混合生物被膜形成过程研究

【目的】研究副溶血性弧菌(Vibrioparahaemolyticus,VP)和霍乱弧菌(Vibriocholera,VC)混合生物被膜的形成过程。【方法】在4、8、12、24、36、48、60、72 h测定单独条件下VP、VC及其混合后生物被膜的形成情况,通过结晶紫染色法、平板菌落计数法、测定胞外多糖、胞外蛋白,通过荧光原位杂交(FISH)观察混合生物被膜形成。【结果】虽然形成的混合生物被膜量介于VC和VP之间,但混合生物被膜在形成过程中,成熟期后生物被膜量的变化较小,对环境的抗性增强。混合生物被膜中拥有更多的活菌,混合生物被膜形成过程中胞外蛋白和胞外多糖的变化体现出其可能在对抵御不适应环境中起重要作用,通过FISH可观察到不同时期生物被膜的变化过程。【结论】VC与VP共同形成生物被膜的过程中,混合生物被膜总量虽然减少,但混合生物被膜中拥有更多的活菌,这可能引起更大的危害。研究混合生物被膜形成过程中被膜的变化,可为有害生物被膜的控制提供基础。     

副溶血性弧菌CRISPR的检测及其结构分析

【目的】检测副溶血性弧菌(Vibrio parahaemolyticus,简称VP)中规律成簇间隔的短回文序列(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR),并对不同来源的VP中CRISPR位点的结构多样性进行分析。【方法】根据CRISPR DB数据库中公布的VP中确定的CRISPR结构序列CRISPR-1及文献中新发现的疑似CRISPR结构序列CRISPR-2设计引物,对不同来源的79株VP进行PCR扩增。利用CRISPR Finder分析CRISPR结构,采用生物信息学方法对不同来源VP的CRISPR位点结构多样性进行比较分析。【结果】79株VP中CRISPR-1的检出率为92.41%,CRISPR-2的检出率为96.20%,同时具有这2个位点的菌株占总数的89.87%,只有1株菌被检出不含有任何位点。分别比较不同来源的菌株CRISPR-1、CRISPR-2位点的重复序列发现不存在序列差异,而临床菌株的这2个CRISPR位点在间隔序列上比环境分离菌株存在更多的变异。2个CRISPR位点根据间隔序列的不同在VP中一共组成8种CRISPR谱型(编号A-H),除F谱型外,A-E、G谱型均只在临床分离菌株中发现,而在环境分离菌中还发现不含任何位点的H型。【结论】CRISPR在VP中普遍存在。环境分离菌株与临床分离菌株中CRISPR的结构存在差异。     

ToxR负调控副溶血弧菌中c-di-GMP的合成

副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)是世界范围内引起海产品相关食物中毒的主要致病菌,具有很强的生物膜形成能力。ToxR是一种膜结合调控蛋白,对副溶血弧菌生物膜形成具有一定的调控作用,但具体机制尚未见报道。c-di-GMP是一种普遍存在于细菌中重要的第二信使,参与调控细菌的多种生物学行为包括生物膜的形成。本文探究ToxR对副溶血弧菌中c-di-GMP代谢的调控作用。利用酶联免疫吸附法(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)测定副溶血弧菌野生株(wild-type,WT)和toxR突变株(ΔtoxR)中c-di-GMP水平的差异。挑选c-di-GMP代谢相关基因scrA、scrG和vpa0198为进一步研究的靶标,采用实时定量qPCR实验检测靶基因在WT和ΔtoxR中的转录水平差异;将靶基因调控区DNA序列克隆入pHRP309质粒中无启动子的β半乳糖苷酶基因上游,采用lacZ报告基因融合实验进一步研究ToxR对靶基因的转录调控关系;将重组质粒分别导入含有pBAD33或pBAD33-toxR的EC100lpir中,采用lacZ报告基因融合实验研究ToxR是否能在异体宿主中调控靶基因的表达;PCR扩增靶基因上游调控区DNA序列,并纯化His-ToxR蛋白,用凝胶阻滞实验(electrophoresis mobility shift assay,EMSA)研究His-ToxR与靶基因启动子区DNA序列是否具有结合作用。ELISA结果显示ΔtoxR中c-di-GMP含量显著性高于WT中的,说明ToxR抑制c-di-GMP的产生;实时定量qPCR结果表明WT中scrA、scrG和vpa0198的转录水平显著性高于ΔtoxR中的,表明ToxR抑制它们的转录;lacZ报告基因融合实验结果表明ToxR可抑制副溶血弧菌和EC100lpir中scrA、scrG和vpa0198的启动子区活性;EMSA实验显示His-ToxR能特异性地结合到scrA和scrG的上游调控区DNA序列上,而对vpa0198的上游调控区DNA序列无结合作用。综上所述,ToxR通过直接调控相关酶蛋白基因的转录来抑制副溶血弧菌内c-di-GMP的合成,从而有助于精确调控生物膜形成等细菌行为。     

外膜蛋白OmpR对副溶血弧菌致病特性的影响

[目的]探究OmpR在副溶血弧菌生物学特性和致病性中发挥的作用。[方法]利用同源重组技术构建了副溶血弧菌ompR基因缺失株(ΔompR)和互补株(CΔompR),分析各菌株的生长特性、运动性和生物被膜形成能力的差异;比较各菌株对细胞黏附、细胞毒性和小鼠致病性的影响。[结果]ompR基因缺失对副溶血弧菌的生长特性、运动性以及细胞毒性无显著影响。但与野生株相比,ΔompR的生物被膜的形成能力显著降低;感染ΔompR的小鼠存活率升高了25%,病变程度更低;ΔompR在小鼠心脏、肝脏和肾脏中的载菌量显著低于野生株,互补株毒力基本恢复至野生株水平。[结论]OmpR参与副溶血弧菌生物被膜形成和致病过程,是副溶血弧菌潜在的毒力因子。     

H-NS蛋白对副溶血弧菌hcp1的转录调控

【目的】研究调控子H-NS对副溶血弧菌T6SS1结构蛋白基因hcp1的转录调控机制。【方法】利用Western blot检测Hcp1蛋白在野生株(WT)和hns基因敲除株(Δhns)中表达水平的差异。提取WT和Δhns的总RNA,采用实时定量RT-PCR的方法验证H-NS对hcp1的转录调控关系。进而采用引物延伸实验研究hcp1的转录起始位点,并根据产物的丰度判断H-NS对hcp1的调控关系。PCR扩增hcp1的整个启动子区DNA序列,并纯化His-H-NS蛋白,通过凝胶阻滞实验(EMSA)验证His-H-NS对hcp1启动子区是否具有直接的结合作用。【结果】Western blot和实时定量RT-PCR结果显示H-NS能抑制hcp1的表达;引物延伸结果显示hcp1只有一个转录起始位点T(–62)(翻译起始位点为+1),且其转录活性是H-NS和σ54依赖性的;EMSA实验表明H-NS对hcp1的启动子区具有直接的结合作用。【结论】H-NS能直接结合到hcp1启动子区而抑制其转录表达。     

副溶血弧菌的毒力基因表达调控的分子机制

副溶血弧菌是革兰氏阴性嗜盐细菌,是海洋脊椎动物和无脊椎动物中主要致病菌,也是引起人类急性肠胃炎、败血症和坏死性筋膜炎等疾病的主要病原体。在过去,由副溶血弧菌引起的致病感染在世界范围内有不断增加的趋势。副溶血弧菌的致病性与其自身产生的多种毒力因子有关,这些毒力因子包括粘附因子、脂多糖、溶血素、III型分泌系统、VI型分泌系统、铁摄取系统、蛋白酶、外膜蛋白等。然而,这些毒力因子的表达都受到环境因子以及宿主体内信号因子的调控。副溶血弧菌通过感知外界生存环境的各种信号因子,从而激活体内不同的信号通路,进而诱导不同的毒力因子的表达。本文主要对副溶血弧菌毒力因子表达调控的分子机制进行综述,为更好地理解宿主与病原体的相互作用对副溶血弧菌的致病机制的影响,以及为今后预防和治疗由副溶血弧菌所引起的疾病提供理论参考。     

副溶血性弧菌生物被膜形成及其调控机制研究进展

副溶血性弧菌是一种广泛存在于海产品中并可引起人类急性肠胃炎的食源性致病菌。该菌形成的生物被膜能够增强体外环境中的存活率,促进对宿主的定殖和感染,还会导致被污染的加工设备与食物之间发生交叉感染。深入了解生物被膜形成背后的调控机制,有助于制定有针对性的策略,干扰其适应环境变化的过程,从而降低副溶血性弧菌对人类的危害。本文主要综述了鞭毛、菌毛和胞外的多糖等基质组分在生物被膜形成中的作用以及c-di-GMP和群体感应对生物被膜形成的调控。     

副溶血性弧菌免疫逃逸及其可能机制的研究进展

副溶血性弧菌是全球范围内威胁人体健康和食品安全的食源性致病菌。在感染人体的过程中,副溶血性弧菌通过将其效应蛋白直接注射至宿主细胞中操纵宿主,介导毒力的发挥,并进化出了一套完美的免疫逃逸策略,成功躲避免疫系统的攻击,引起急性肠胃炎、败血症和坏死性筋膜炎等疾病。副溶血性弧菌入侵上皮细胞,使胞内囊泡酸化,在与溶酶体融合之前逃逸到细胞质中,并且限制活性氧的产生,促进其在胞内生存。副溶血性弧菌可以诱导自噬,抑制NLRC4炎症小体介导的caspase-1的激活,还可以通过抑制TAK1激酶,阻止MAPK和NF-κB信号通路的激活,干扰免疫系统激活,借助多种手段共同协作从而达到免疫逃逸。本文系统总结了副溶血性弧菌现已研究的免疫逃逸机制,并对其可能存在的免疫逃逸机制提供了新的见解和方向,对深入了解副溶血性弧菌的致病机理和防控药物靶向位点的选择及研发具有重要意义。