VirAB在单核细胞增生李斯特菌耐药性及生物被膜形成中的作用

【背景】单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes,Lm)对一些临床常用抗生素、乳酸链球菌素(Nisin)等抗菌药物的敏感性下降,然而其背后的机制仍未完全阐明。【目的】调查转运蛋白VirAB在Lm对抗菌药物的耐药性及生物被膜形成中的作用。【方法】利用同源重组技术构建Lm基因缺失突变株,比较野生株和缺失株对抗菌药物的耐药性;利用微孔板法观测突变株生物被膜形成能力的变化;利用平板泳动法研究菌株的泳动能力。【结果】与野生株相比,virAB缺失突变株对头孢类抗生素、Nisin和溴化乙锭的敏感性增加;当培养基中分别添加亚致死浓度的苯扎氯铵、卡那霉素和四环素时,突变株均表现出不同程度的生长缺陷。缺失virAB后菌株形成生物被膜的能力下降。【结论】VirAB在Lm对头孢类等抗菌药物的耐药及生物被膜形成方面具有重要作用。     

毒力基因调控蛋白PrfA促进单核细胞增生李斯特菌生物被膜的形成

单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes,LM)是重要的革兰氏阳性食源性致病菌,易在食品以及各种食品加工、运输和保藏设备的接触面形成生物被膜,从而具有更强的抗逆性而难以彻底清除,因此成为食品卫生安全的重要隐患.PrfA是LM毒力基因转录表达的重要调控因子,通过比较研究LM野生株(EGD和EGDe)、PrfA缺失株(EGDAprfA和EGDeAprfA)、无害李斯特菌(Listeria innocua,LI),携带组成性表达PrfA蛋白的重组无害李斯特菌(LI-pERL3-prfA*)以及重组单核细胞增生李斯特菌(EGDeΔprfA-pERL3-prfA*)生物被膜形成能力的差异,探讨LM重要的毒力调控蛋白PrfA对生物被膜形成的影响.实验结果显示:LM野生株具有较强的生物被膜形成能力,而LI形成生物被膜的能力最弱;PrfA的缺失能降低LM生物被膜的形成能力;组成性高量表达PrfA蛋白可以回复EGDeΔprfA的生物被膜形成能力,但对LI没有增强作用.以上实验结果表明:PrfA在LM生物被膜形成中具有重要的促进作用.     

李斯特菌生物被膜形成的调控

单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocyiogenes)能引起人和动物脑膜炎、败血症、流产和单核细胞增多等症状,临床发病率在美国和欧洲等西方发达国家大约为2-8例/10万人,死亡率20％-30％或更高,被WHO列为关系食品卫生安全的重要病源细菌之一一[1-2].该菌能在多数固体表面形成生物被膜,在食品生产、加工、运输和保藏过程中,一旦发生细菌感染并形成生物被膜便难以将其彻底清除,严重威胁着食品卫生安全[3],但其生物被膜形成的具体分子机制尚不清楚[4].     

CodY在单核细胞增生李斯特菌运动和毒力方面的作用

目的:探究全局性转录调控因子CodY在单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes,Lm)鞭毛运动和细菌毒力方面的作用。方法:通过同源重组的方法敲除Lm染色体上CodY的编码基因codY并成功构建缺失菌株的回复菌株;利用平板泳动法观测鞭毛运动的变化,RT-qPCR检测与鞭毛运动相关基因的转录表达;比较野生型菌株EGDe与CodY缺失菌株对细菌溶血活性、棉铃虫幼虫的半致死剂量和主要的毒力因子LLO和毒力基因调控蛋白PrfA转录表达的影响。结果:同野生型菌株相比,CodY缺失菌株鞭毛运动和相关基因,以及主要的毒力因子LLO和PrfA的转录表达显著降低(P≤0.01),溶血活性显著降低(P≤0.01),对棉铃虫幼虫的半致死剂量上升了5.8倍。结论:CodY在Lm鞭毛运动和细菌毒力调控方面具有重要作用。     

单核细胞增生李斯特菌中RsbU缺失株的构建及对生物被膜形成的影响

单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes,Lm)是一种重要的革兰氏阳性食源性致病菌,它能在大多数活性或非活性固体表面形成生物被膜,从而使抗逆性大大增强并且难以清除,给食品行业造成很大困扰。Sig B(σB)作为革兰氏阳性菌中主要的压力应答因子,在Lm生物被膜形成中起着重要作用,而Rsb U是单核细胞增生李斯特菌Sig B操纵子中的主要信号(能量和物理化学信号)传导蛋白。为检测Rsb U在Lm生物被膜形成中的作用以及与Sig B的关系,本实验构建了rsb U和sig B基因单缺失及双缺失突变株,比较在不同温度(25℃和37℃)和营养环境(营养丰富的BHI培养基和营养贫乏的MEM基础培养基)下,野生株和突变株生物被膜形成能力的差异。结果表明,缺失Rsb U和Sig B显著降低Lm在不同温度和培养基中生物被膜的形成能力;低温(25℃)和贫瘠的营养条件(MEM)更有利于Rsb U传递压力信号激活Sig B,从而作用Lm生物被膜的形成。     

谷氨酸脱氢酶缺失对单核细胞增生李斯特菌生物被膜、毒力及胞外蛋白表达的影响

目的:探究谷氨酸脱氢酶缺失对单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes,Lm)生物被膜、毒力及胞外蛋白表达的影响。方法:利用微孔板法,检测谷氨酸脱氢酶缺失对Lm生物被膜形成能力的影响;比较野生株、谷氨酸脱氢酶缺失株EGDeΔgdh A及回复菌株EGDeΔgdh A+p ERL3-gdh A的溶血活性和对棉铃虫幼虫的半数致死量,检测谷氨酸脱氢酶缺失对Lm毒力的影响;利用i TRAQ技术对Lm野生株EGDe与谷氨酸脱氢酶缺失株EGDeΔgdh A的胞外蛋白进行分离与鉴定,并对差异表达蛋白质进行生物信息学分析。结果:与野生株相比,缺失株形成的生物被膜量显著降低(P≤0.01),溶血活性下降,对棉铃虫幼虫的半数致死量上升了1.6倍;蛋白质组学结果显示,缺失谷氨酸脱氢酶后差异性表达的胞外蛋白有62个,其中47个蛋白质表达量下调,15个蛋白质表达量上调。进一步将这些差异表达蛋白质同COG数据库进行比对及功能聚类分析,结果显示,这些蛋白质的功能分别属于碳水化合物转运与代谢、核苷酸转运和代谢、能量合成与转运相关、转录及细胞膜细胞壁相关蛋白等16个功能类别;其中碳氮代谢及能量转运相关蛋白数量最多,为24个,占所鉴定出的差异蛋白质总量的38.71%。表明谷氨酸脱氢酶是单核细胞增生李斯特菌中碳氮代谢和能量转运中的关键酶。同时,发现有3个与细菌黏附及生物被膜形成相关的蛋白质表达量下降。以上结果较好地解释了EGDeΔgdh A在基础培养基中生长缓慢和生物量显著性下降,以及生物被膜形成能力降低的现象。结论:谷氨酸脱氢酶在单核细胞增生李斯特菌生物被膜、毒力及胞外蛋白表达方面有重要作用。     

RsbV基因缺失对单核细胞增生李斯特菌毒力的影响

[目的]探讨RsbV基因缺失对单核细胞增生李斯特菌(LM)毒力的影响.[方法]运用基因重叠延伸PCR( SOE-PCR)技术扩增出LM-XS5野毒株的RsbV基因缺失片段,然后用同源重组方法构建RsbV基因缺失株;通过肝脾细菌计数、LD50的测定和毒力基因转录水平的检测(qRT-PCR),研究LM野毒株和缺失株在毒力上的差异.[结果]RsbV基因缺失株LD50是野毒株的104倍(P＜0.01);缺失株在小白鼠肝和脾内的载菌量均明显减少(P＜0.05);实时荧光定量PCR检测结果发现,缺失株4个毒力因子的表达水平均显著低于野毒株(P＜0.05);缺失株免疫小白鼠后对野毒株的攻毒具有良好的免疫保护作用.[结论]RsbV对LM的4个毒力基因inlA、LLO、PlcA和PrfA的表达具有调控作用;RsbV基因缺失株毒力明显减弱,但仍保留了较强的免疫原性.     

2016-2018年辽宁省食品中单核细胞增生李斯特菌污染情况及毒力基因的检测

目的了解辽宁省食品中单核细胞增生李斯特菌毒力基因携带特点,对该省食品中单核细胞增生李斯特菌的污染情况进行调查。方法依据GB 4789.30-2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 单核细胞增生李斯特氏菌检验》及采用PCR扩增技术检测的方法对2016-2018年采自该省15个监测点、收集的3 310份食品检出的47株单核细胞增生李斯特菌进行9种毒力基因检测。结果食品中单核细胞增生李斯特菌检出率为1.42%(47/3310),食品中单核细胞增生李斯特菌最少携带3种毒力基因,其中携带prfA、plcA、hly、mpl、plcB、inlA、inlB和iap八种毒力基因是该省食品中单核细胞增生李斯特菌的主要毒力基因型,达到检出菌总数的65.96%。结论研究结果证实辽宁省食品中存在单核细胞增生李斯特菌污染情况,应严格监控食品中单核细胞增生李斯特菌的携带情况。     

发酵乳杆菌CSC-19胞外粗多糖提取物抑制单核细胞增生李斯特菌生物被膜形成能力的研究

【目的】筛选能有效抑制单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes,LM)形成生物被膜的乳酸菌,分析其活性成分并进行功能表征。【方法】采用结晶紫染色法筛选抑制LM形成生物被膜的不同乳酸菌提取物;通过酸中和、蛋白酶处理及热处理,推测抑制生物被膜活性物质以胞外多糖(extracellular crude polysaccharide,ECP)为主;乙醇沉淀法提取目标乳酸菌分离株胞外粗多糖,分析其抑制生物被膜形成活性和对LM生长的影响;运用激光共聚焦扫描显微镜(laser confocal scanning microscopy,LCSM)和扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)观察胞外粗多糖对生物被膜细胞形态和结构的影响。【结果】发酵乳杆菌CSC-19发酵上清液对1516-2LM生物被膜的抑制率为81.7%;经热和蛋白酶处理后,发酵上清抑制生物被膜形成的活性未发生显著变化(P>0.05),表明发酵上清液中抑制生物被膜形成的物质可能为胞外多糖;在不抑制LM生长的条件下所提取的胞外粗多糖抑制生物被膜形成能力具有浓度依赖性。激光共聚焦扫描显微镜和扫描电子显微镜结果显示,胞外粗多糖显著抑制了生物被膜的形成能力,生物被膜三维、有组织的蜂窝状结构被破坏,仅有少量的粘附细胞分散于细胞爬片表面。【结论】发酵乳杆菌CSC-19胞外粗多糖能有效抑制LM生物被膜的形成,有望应用于高效防控该菌污染食品。     

利用转座子Tn917构建单核细胞增生李斯特菌菌膜形成突变株

单核细胞增生李斯特菌菌膜形成相关基因和调控因子的分离和鉴定是阐明其菌膜形成分子机理的基础。利用原生质体转化这一方式,将带有转座子Tn917的质粒pTV1OK成功地转进了单核细胞增生李斯特菌。通过诱导Tn917转座,得到单核细胞增生李斯特菌Tn917插入突变库,转座率为10-7。经96孔细胞培养板筛选发现,菌株LM49形成菌膜能力明显大于野生型。该菌株在细胞培养板中培养４d后形成的紫色圆环的颜色明显深于野生型。用Tn917特异引物进行PCR扩增,结果显示只有以该突变株的DNA为模板才能得到相应大小的扩增产物,证实该菌株基因组中有Tn917插入。Tn917的插入使菌株LM49的菌膜形成能力增强。     

Ecogenetics of antibiotic resistance in Listeria monocytogenes

The acquisition process of antibiotic resistance in an otherwise susceptible organism is shaped by the ecology of the species. Unlike other relevant human pathogens, Listeria monocytogenes has maintained a high rate of susceptibility to the antibiotics used for decades to treat human and animal infections. However, L. monocytogenes can acquire antibiotic resistance genes from other organisms’ plasmids and conjugative transposons. Ecological factors could account for its susceptibility. L. monocytogenes is ubiquitous in nature, most frequently including reservoirs unexposed to antibiotics, including intracellular sanctuaries. L. monocytogenes has a remarkably closed genome, reflecting limited community interactions, small population sizes and high niche specialization. The L. monocytogenes species is divided into variants that are specialized in small specific niches, which reduces the possibility of coexistence with potential donors of antibiotic resistance. Interactions with potential donors are also hampered by interspecies antagonism. However, occasional increases in population sizes (and thus the possibility of acquiring antibiotic resistance) can derive from selection of the species based on intrinsic or acquired resistance to antibiotics, biocides, heavy metals or by a natural tolerance to extreme conditions. High-quality surveillance of the emergence of resistance to the key drugs used in primary therapy is mandatory.     

An iron-dependent mutant of Listeria monocytogenes of attenuated virulence

Abstract A bank of Tn 917 -insertional mutants from the facultative intracellular pathogen Listeria monocytogenes was screened by an original method based on bacterial growth on synthetic medium under iron-limiting conditions. One mutant, whose in vitro growth in synthetic medium was specifically dependent upon the availability of iron in its environment, was isolated and characterized. The insertional event occurred in a non-coding region, upstream of a rrn operon and located within a 1100-kb Not I fragment of the physical map, where the virulence genes already identified in L. monocytogenes were also present. Protein analysis by SDS-PAGE revealed a pleiotropic effect of the insertional event on cell-associated proteins, suggesting a polar effect of the transposon on adjacent unknown gene(s). The virulence in the mouse of this mutant was strongly impaired, although it was capable in vitro of growing intracellularly and of spreading from cell to cell, as shown by the production of lytic plaques on cell culture.     

单增李斯特菌生物膜形成调控机制的研究进展

单增李斯特菌是一种重要的食源性病原菌。单增李斯特菌的分布和存活与其形成生物膜的能力有关,生物膜对逆性环境有抵抗力,细菌会从生物膜中分离导致食品持续性的污染。生物膜的形成、成熟和结构取决于多种外部和内部因素,并且多种调控机制起着重要作用。文中旨在阐述单增李斯特菌生物膜形成过程中的调控机制(包括胞内作用、胞间作用和种间作用),以控制食品加工环境中致病性生物膜的形成,从而为食品安全提供新的干预策略。     

上海市某三甲医院幽门螺杆菌耐药性和毒力与其生物膜形成能力的相关性研究

为探讨复旦大学附属华东医院(以下简称本院)分离培养的幽门螺杆菌(Helicobacter pylori,H. pylori)的耐药性、毒力和感染特征与其生物膜形成能力的相关性,收集2014年12月-2015年6月于本院消化内镜中心的胃活检组织标本及相应临床病例资料,分离培养获得幽门螺杆菌,分析菌株的耐药性、毒力基因型、临床病例特征。结果显示,从胃活检组织样本中共分离培养28株幽门螺杆菌,对左氧氟沙星(levofloxacin,LEV)、甲硝唑(metronidazole,MTZ)和克拉霉素(clarithromycin,CLA)的耐药率分别为32%、75%和11%,未发现阿莫西林(amoxicillin,AMX)耐药。单一药物耐药17株(17/28,61%),双重耐药10株(10/28,36%)。毒力基因cagA、oipA和vacAs1检出率为100%,未检出vacAs2。基因型vacAs1m1占39%(11/28),vacAs1m2占61%(17/28);iceA1占54%(15/28),iceA2占21%(6/28),iceA1A2占25%(7/28);dupA^＋占36%(10/28)。28株菌株均能形成生物膜,但能力不尽相同。单因素及独立样本t检验分析显示,45～59岁、iceA1^＋dupA^－基因型和甲硝唑敏感菌株形成生物膜的能力较强。结果提示,本院分离的幽门螺杆菌对甲硝唑耐药率最高,双重耐药不容忽视。菌株主要毒力基因型为cagA、oipA、vacAs1m2。幽门螺杆菌的生物膜形成能力与患者年龄有关,45～59岁组较强;携带毒力基因iceA1的菌株生物膜形成能力强;dupA基因型及甲硝唑耐药与菌株生物膜形成呈负相关。     

单增李斯特菌生物膜及其形成机制的研究进展

单增李斯特菌(Lm)是重要的人兽共患食源性病原菌。Lm生物膜与其致病性和耐药性密切相关。影响Lm生物膜形成的关键因子有鞭毛糖蛋白、胞外基质和群体感应系统等。鞭毛糖蛋白能促进菌体聚集,从而直接影响生物膜的形成。胞外DNA参与Lm粘附和生物膜早期的形成,并与胞外多糖和胞外结合蛋白一起构成生物膜胞外基质。Lm的Agr群体感应系统正调控生物膜形成,是一种集合毒力因子、耐药因子和生物膜的整体水平调控网络体系。