细菌铁离子摄取系统与宿主免疫

铁是绝大多数细菌生存所必需的营养物质,参与了许多重要的生命过程。病原菌为了在宿主体内生长繁殖建立感染,进化出了多种从宿主体内摄取铁元素的机制。但过量的铁也会通过Fenton反应对细胞产生毒性,所以铁的摄取必须受到严格的调控。宿主为抵抗感染采取多种手段限制病原菌对于自身铁的利用,同时铁摄取系统也可以作为抗菌治疗的靶点。     

细菌类脂A的结构修饰及其应用前景

类脂A是革兰氏阴性细菌细胞外膜外侧脂多糖的主要组成成分,也是内毒素的活性成分,可以被宿主免疫细胞识别并引发疾病。类脂A的生物合成途径相对保守,但在转运到外膜外侧的过程中它的结构被修饰以适应不同的外界环境。类脂A的结构修饰在细菌体内受到严格调控,与细菌的毒性密切相关,却不影响细菌的生长繁殖。主要介绍近几年类脂A结构修饰方面的研究进展,在此基础上分析了类脂A结构修饰在病原菌防治、疫苗开发、工业发酵和食品安全等相关领域的应用前景。     

嗜肺军团菌效应蛋白质介导的新型泛素化过程

泛素化是真核细胞特有的蛋白质翻译后修饰方式,调节真核细胞内多种重要生理过程,例如蛋白质稳态、细胞周期、免疫反应、DNA修复以及囊泡转运等。鉴于泛素化对于生命活动的重要性,病原菌在与宿主细胞的长期进化过程中衍生出一系列针对宿主泛素化过程的效应蛋白质,调控宿主体内泛素化过程,从而构建有利于病原菌自身生长繁殖的内环境。嗜肺军团菌是一种革兰氏阴性菌,是军团菌肺炎的致病菌,能够引起发热和肺部感染,重型病死率高达15%~30%。Dot/Icm Ⅳ型分泌系统是嗜肺军团菌侵染过程中最主要的毒力系统。在侵染宿主细胞的过程中,嗜肺军团菌利用该分泌系统,分泌超过330种效应蛋白质,协助细菌在宿主胞内生存、增殖和逃逸。多种嗜肺军团菌效应蛋白质通过直接或者间接的方式对宿主泛素化过程进行调控。近年的研究发现,多种效应蛋白质可以介导不同于真核生物经典泛素化的新型泛素化过程。本文介绍了嗜肺军团菌效应蛋白质介导的新型泛素化过程的最新研究进展,为理解泛素化过程在嗜肺军团菌致病过程中的重要作用提供参考依据。     

细菌毒力基因体内表达检测技术研究进展

病原菌入侵宿主是一个及其复杂的过程。为了深入了解病原菌的致病机理,人们需要鉴定那些在感染过程中特异表达的细菌毒力基因。为此,多种体内实验模型被建立起来分析细菌在宿主体内的基因表达,它们包括了体内表达技术、信号标签突变技术、差异荧光诱导、体外转座进行基因组分析和作图技术以及体内诱导抗原技术等。文章对目前运用的这些研究方法进展进行综述,并讨论了它们的优点与不足。     

胞内致病菌入侵宿主细胞分子机理研究进展

胞内致病菌,指能够侵入宿主细胞且在宿主细胞内存活并繁殖的病原菌。其入侵宿主细胞的过程主要涉及细菌黏附宿主细胞、侵袭、细菌在细胞内存活以及引起宿主细胞损伤等。先前的研究表明大多数胞内致病菌是通过吞噬细胞被动地摄取,而随着分子生物学和免疫学的发展,越来越多的胞内致病菌被证明能主动入侵到宿主细胞体内,并进化出各种调控宿主细胞信号通路的方式。本文讨论了胞内致病菌在入侵宿主细胞时各阶段的共同的分子机制以及常见的胞内致病菌所采取的入侵策略,并对近年来国内外主要相关研究进展做一总结。     

细菌金属离子外排系统及金属稳态调控

铁、铜、锌、锰等金属离子是各类生物体生存和增殖所必需的微量元素,可影响生物体内蛋白酶活性、免疫反应、生理过程和抗感染机制。细菌感染过程中,宿主可通过限制或提高体内环境中金属离子的浓度来抑制细菌增殖,与此同时,细菌进化出各种转运系统以适应宿主体内金属离子水平的变化。由于不同细菌的金属离子外排系统在结构和生化特性上存在变异,它们呈现出独特的金属离子外排模式。本文根据现有文献报道及本团队研究结果,对铁、铜、锌和锰离子的细菌外排系统进行讨论和总结,旨在综述目前对细菌金属离子稳态调控机制研究进展的认识,为深入理解细菌金属稳态调控相关机制提供参考。     

细菌蛋白酶的致病作用

细菌通过分泌胞外蛋白酶来分解宿主蛋白质,并激活血管舒张素－派肽级联系统,为其生长,繁殖提供所需要的营养物质,同时,细菌蛋白酶能破坏补体和（或）免疫球蛋白,从而使细菌逃避宿主的防御机制,保证其级在宿主体内生存,由此可见,蛋白酶在细菌感染过程中起重要作用。因此,人工合成不影响宿主蛋白酶的活性,而能特异地抑制某些特定细菌蛋白酶的蛋白酶抑制剂,可能是一种有用的抗菌物质,用以治疗细菌感染。     

抗生素对耐药菌生长繁殖影响的观察

目的：观察耐药菌株在含抗生素的培养基中生长情况与规律,进一步探讨抗生素应用的某些方法以及细菌耐药性形成的机制。方法：将多重耐药性的金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌接种于含临床剂量的头孢唑啉、庆大霉素、红霉素、呋喃妥因培养基内;置温箱内37℃培养并在不同时间检测各菌的数量及培养基抗生素活性。结果：临床治疗浓度的头孢唑啉或庆大霉素对金黄色葡萄球菌,铜绿假单胞菌及肺炎克雷伯菌的耐药性菌株的生长繁殖具有短暂的抑制作用,随后培养基内虽然仍保留较高的抗生素活性,但细菌的数量却逐渐增多。结论：临床治疗浓度的抗生素对耐药性细菌的生长繁殖仍然具有短暂的抑制作用,以致经验性用药能够使感染症患者的症状缓解,经验性用药不能有效杀灭病原菌,易造成病原菌在宿主体内长期携带和疾病的慢性过程。     

细菌毒力的环境调控——在疫苗研制生产中的应用

<正>菌苗研制的主要根据是细菌体外培养时所表现出的抗原性结果。它只能部分显示细菌与毒力、细菌与保护性免疫应答之间的关系,而不能真正反映病原菌在宿主体内环境的全部表现。因此,由宿主环境调控表达的抗原,以及与调控有关的感觉信号,目前更为引人注目。     

白念珠菌铁稳态调控网络研究进展

铁是绝大多数生物生长和代谢过程中必需的营养元素。尽管自然界中铁元素含量非常丰富,但是其生物可利用性却很低。作为一种人体常见的条件致病真菌,白念珠菌在漫长的进化过程中形成了复杂的铁稳态调控网络,能够应答环境中铁浓度的变化,增强菌株对环境的适应力。结合课题组研究工作,简要综述近几年关于铁代谢表达调控途径的研究进展,主要关注白念珠菌在环境铁匮乏条件下铁获得和调控策略,揭示白念珠菌体内铁离子摄取、转运、储存和利用机制。     

林下参内生生防细菌的分离鉴定及定殖能力

【背景】多年生林下参在自然环境下生长多年,其体内存在的内生菌具有更强的适应性和定殖性,可以提高植物自身抗性,抑制病原菌的生长,更好地发挥与植物的互作。【目的】筛选定殖能力强、繁殖能力快且对病原菌具有拮抗作用的优势菌株。【方法】采用常规组织分离方法,从健康林下参根部组织中分离内生菌,通过对峙试验筛选出对人参病原菌有拮抗作用的内生细菌并对其以传统的鉴定方法进行鉴定。【结果】在得到的6株内生细菌中,菌株LXS-N2对人参立枯病病原菌、人参猝倒病病原菌均有明显抑菌性,而且具有定殖性好、繁殖快的特点,通过破坏病原真菌细胞壁和细胞膜以及改变菌丝形态从而抑制病原真菌生长。【结论】经形态学观察、生理生化反应及16S rRNA基因序列分析鉴定内生菌LXS-N2为贝莱斯芽孢杆菌,具有良好的应用开发潜力。     

病原细菌效应蛋白靶向宿主细胞核研究进展*

细胞核是细胞遗传与代谢的控制中心,调控细胞对外界的响应、代谢、生长和分化等细胞活动。在细菌感染宿主细胞过程中,个别细菌来源的效应蛋白能够靶向进入宿主细胞核,影响细胞核内基因的转录、RNA剪切、DNA修复以及染色质重组等生命活动,将这些能够进入细胞核的细菌效应蛋白称之为核调节蛋白。对病原菌分泌的核调节蛋白进入宿主细胞核的方式,以及不同病原菌的核调节蛋白调控宿主细胞的生命过程进行归纳总结,从而为深入探究病原细菌感染宿主细胞的致病机理提供理论基础。     

应用环氧乙烷混合气进行土壤消毒的试验效果

土壤是病原菌生活、繁殖、休眠的重要场所,也是传染作物病害的重要途径。生产中,通常利用轮作更换病原菌寄主,控制病害发生。而在温室,大棚等活动积温较高的保护地环境,以及连作种植时,病原菌便得以大量繁殖,对作物危害日趋严重,造成减产甚至绝收。防治保护地病害多采用棚内熏蒸、叶面喷撒等用药方     

细菌铁离子利用系统与宿主抗感染免疫

铁离子对于绝大多数微生物及其宿主都是必需的营养物质,它是许多蛋白和酶的重要辅助因子。致病菌为了成功致病,进化出了多种机制来摄取宿主体内的铁离子,其中主要包括三价铁离子转运系统和亚铁血红素转运系统。而对于宿主而言,铁离子虽然在细胞呼吸和DNA复制等过程中扮演着重要的角色,但过多的铁离子也会产生细胞毒性。因此,宿主体内的铁离子浓度必须受到严格的调控。为限制病原菌感染,宿主先天性免疫系统进化出一系列限制自身铁离子进入微生物的机制,这一过程被称为宿主的"营养免疫"。从病原菌和宿主两个方面详细讨论病原菌是如何从宿主获取铁离子以及宿主如何防止细菌获取铁离子的分子机制,能为更好地提高宿主免疫力来阻止细菌感染和开发有效的非抗生素类药物提供理论依据。     

铁摄取调节蛋白Fur功能和作用模式的研究进展

铁是大多数生物必需的微量元素,在健康和疾病,尤其是宿主-病原菌互作过程中发挥着至关重要的作用.细菌胞内铁离子浓度的高低不仅是调节自身高亲和力铁运输系统表达的信号,更是病原菌产生毒素和其他必要毒力因子的关键调控因素.而另一方面,超负荷的铁也会导致致命的细胞毒性.因此,生物体内铁稳态的维持受到严格控制,其中以铁摄取调节蛋白(ferric uptake regulator,Fur)的作用最为显著,其调控网络涵盖了细菌生命活动的各个方面.本综述将基于Fur的生物学功能,围绕其家族分类、结构特点和差异、调控网络和调控机制等方面进行总结和分析,以期为Fur和铁稳态调节等研究提供参考.     

昆虫专性内共生细菌及其基因组研究进展

昆虫专性内共生细菌是一类与宿主昆虫长期协同进化的共生微生物,在许多昆虫体内均有发现,主要存在于昆虫特化的器官(含菌体)内,以垂直传播的方式由母系遗传。专性内共生细菌与昆虫的生存、繁殖以及进化等方面息息相关,其主要功能是为宿主提供必需氨基酸等营养物质。因其长期生活在宿主细胞内处于封闭的高营养的环境中,其基因组的特征与普通细菌基因组有很大区别,包括基因组大小、GC含量、基因缺失等方面。通过对共生细菌基因水平上的深入研究,有助于理解专性内共生细菌在宿主昆虫协同进化过程中的作用。目前,昆虫内共生细菌基因的生物学功能、内共生细菌之间以及内共生细菌与宿主之间的互作机制还不是很清楚,有待进一步的研究和探索。     

细菌感染与Gasdermin家族介导的宿主细胞程序性死亡的研究进展

侵入宿主后,细菌生长、繁殖并与宿主相互作用,引发机体不同程度的病理变化。为抑制细菌致病过程,宿主免疫系统产生抗感染免疫应答,感染的发生和发展取决于细菌对机体的致病性与机体抗细菌免疫的相互抗争。在细菌所致感染性疾病的发生、发展过程中,细菌与宿主细胞的拮抗往往涉及程序性细胞死亡(programmed cell death, PCD)这一过程。新近发现Gasdermin家族成员Gasdermin D和Gasdermin E参与PCD过程,并在其中发挥重要作用,跟踪其研究进展将有助于应对细菌感染造成的威胁。     

多胺与细菌病原的致病性

多胺是一类具有两个以上氨基的脂肪族化合物,它们在生物体内含量的动态平衡受合成、转运、降解及互换等过程的影响,多胺及其合成和转运系统与病原菌的致病性相关.本文综述了多胺在细菌毒力因子的转录和翻译、细菌生物膜的合成、细菌对抗生素的抗性、细菌对抗宿主的酸性胁迫和氧化胁迫、细菌对抗宿主的先天免疫防御机制、细菌致病性生物分子的合成等方面的重要作用.     

革兰氏阴性菌锌摄取机制及抵抗宿主营养免疫的策略

锌是一种重要的金属元素,不仅充当许多蛋白质和酶的辅因子,还广泛参与糖类、脂质等的代谢过程。锌通常以二价离子的形式存在,在自然界主要分布在植物、土壤和水中,而在生物体内则是分散于肌肉和骨等组织中。对于大多数革兰氏阴性菌而言,锌离子也是其生长过程中必不可少的营养物质。正常情况下,细菌通过ZnuABC和ZIP锌转运系统从宿主体内夺取锌离子,用于体内蛋白质和酶的合成。当过多的锌离子被摄入时,细菌为了避免锌毒性则会启动特定的锌转录调节蛋白,以维持体内外的锌平衡。另一方面,当宿主察觉体内的锌离子被夺取,便会迅速采取锌限制性营养免疫等措施来制止锌离子的进一步流失。为了抵抗宿主的营养免疫,细菌进化出了相应的抵抗策略。较为典型的例子有鲍曼不动杆菌（Acinetobacter baumannii）的锌金属伴侣ZigA,其可在低锌环境中帮助细菌转运锌离子。本文将介绍革兰氏阴性菌锌摄取机制和抵抗宿主营养免疫的典型策略,为控制细菌感染途径和开发相关免疫疫苗等方面提供理论依据。     

宁夏枸杞叶不同生长时期内生细菌群落动态及其影响因素

为探究宁夏枸杞叶内生细菌群落随生长变化动态及其影响因素,利用高通量测序技术分析宁夏枸杞幼叶、成熟叶和老叶3个典型生长时期叶内生细菌群落,并通过典范对应分析和方差分解分析探究气候因子代表的宿主植物生活环境、叶光合参数代表的宿主器官生理状态、叶内微生物生长可利用营养物质代表的植物体内内生菌生存微环境等三类环境因子对叶内生菌群落动态变化的影响。结果表明:3个宁夏枸杞叶生长时期内生细菌共28个门、52个纲、118个目、249个科、503个属、738个种、978个OTUs,α多样性及丰富度以幼叶中最多,随着叶片生长而减少,至叶片成熟老化,保持在较低的水平;变形菌门γ-变形菌纲是3个生长时期枸杞叶片中的优势类群,但幼叶内生细菌中优势科属为黄单胞菌科食单胞菌属,成熟叶内生细菌优势科属为假单胞菌科假单胞菌属,老叶内生细菌优势科属为肠杆菌科泛菌属;成熟叶和老叶内生细菌OTU以继承前一个生长时期内生细菌OTU为主;叶内生细菌功能随叶片生长时期改变发生细微变化;不同生长时期影响叶内生细菌群落组成的环境因子不同,以叶内微生物生长可利用营养物质对宁夏枸杞叶内生细菌群落组成影响最大;宁夏枸杞叶内生细菌从各群落特征对不同叶生长时期内外环境变化做出响应,植物体内内生菌生存微环境是影响宁夏枸杞内生菌群落动态变化主要因素。