艰难拟梭菌毒素致病机制及毒素基因调控的研究进展

艰难拟梭菌(Clostridioides difficile)是一种产芽孢的革兰氏阳性专性厌氧杆菌,是引起抗生素相关性腹泻的主要致病菌。艰难拟梭菌产生的毒素A和毒素B在其致病过程中发挥关键作用。毒素发挥毒性作用依赖其4个功能结构域：葡萄糖基转移酶结合域、半胱氨酸蛋白酶结合域、易位域和受体结合域。毒素的受体结合域识别并结合细胞表面受体,介导毒素内吞并形成内体。经过自体催化切割,毒素将真正的毒性片段——葡萄糖基转移酶结合域释放到胞浆中,葡萄糖基转移酶能够失活宿主肠上皮细胞内的GTP酶导致细胞骨架解聚和坏死,进而引起腹泻和伪膜性结肠炎等临床症状。艰难拟梭菌毒素产生受致病基因座内及基因座外许多调控因子的调节。tcdR和tcdC基因位于致病基因座内,对毒素基因的表达分别起促进和抑制作用,而基因座外如spo0A、codY等基因则通过抑制tcdR的表达从而间接影响毒素蛋白产生。本文将重点介绍艰难拟梭菌毒素的致病过程和影响毒素基因表达的分子调控机制,以期为开发针对毒素的治疗手段提供新思路。     

艰难拟梭菌毒素致病机制及毒素基因调控的研究进展

艰难拟梭菌(Clostridioides difficile)是一种产芽孢的革兰氏阳性专性厌氧杆菌,是引起抗生素相关性腹泻的主要致病菌。艰难拟梭菌产生的毒素A和毒素B在其致病过程中发挥关键作用。毒素发挥毒性作用依赖其4个功能结构域:葡萄糖基转移酶结合域、半胱氨酸蛋白酶结合域、易位域和受体结合域。毒素的受体结合域识别并结合细胞表面受体,介导毒素内吞并形成内体。经过自体催化切割,毒素将真正的毒性片段——葡萄糖基转移酶结合域释放到胞浆中,葡萄糖基转移酶能够失活宿主肠上皮细胞内的GTP酶导致细胞骨架解聚和坏死,进而引起腹泻和伪膜性结肠炎等临床症状。艰难拟梭菌毒素产生受致病基因座内及基因座外许多调控因子的调节。tcdR和tcdC基因位于致病基因座内,对毒素基因的表达分别起促进和抑制作用,而基因座外如spo0A、codY等基因则通过抑制tcdR的表达从而间接影响毒素蛋白产生。本文将重点介绍艰难拟梭菌毒素的致病过程和影响毒素基因表达的分子调控机制,以期为开发针对毒素的治疗手段提供新思路。     

艰难梭菌的研究进展

艰难梭菌为革兰阳性厌氧芽胞杆菌,可引起艰难梭菌相关性腹泻,导致一系列肠道感染症状和相关临床表现。近年来由于高致病株的出现、菌株耐药性的增加,艰难梭菌感染在全球呈蔓延趋势。本文就艰难梭菌的耐药机制、检测技术、防治及国内感染现状等作一简要综述。     

艰难梭菌基因编辑技术研究进展

艰难梭菌Clostridioesdifficile是一种革兰氏阳性、产芽孢、专性厌氧细菌,是医院相关性腹泻的主要病原体。近年来,随着强毒株的出现(如核糖体027型),其流行性与致死率逐年上升,因此对艰难梭菌生理、生化特征及致病机制的研究受到广泛重视。艰难梭菌生理、生化特征及致病机制研究又以建立其稳定、高效的基因编辑方法为必要前提。借助基因编辑工具,研究者可以扰动艰难梭菌核心生物学过程,在分子水平研究其分子致病机制。如Clos Tron技术在艰难梭菌毒素A (Toxin A)和毒素B (Toxin B)与其致病力关系的研究中起到了关键作用。文中以时间为主线综述了艰难梭菌基因编辑技术的发展历程和最新进展,并对艰难梭菌基因编辑技术未来的研究方向进行展望。     

艰难梭菌粘附的研究进展

艰难梭菌粘附的研究进展厦门大学生物系厦门３６１００５王隽,苏文金“艰难梭菌（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍｄｉｆｆｉｃｉｌｅ）是重要的肠道致病厌氧菌。它是抗生素疗法所引起的伪膜性结肠炎的致病菌,并且是引起抗生素相关的腹泻的最主要病原菌之一,同时还与一些非抗生...     

艰难梭菌耐药性及耐药机制研究进展

艰难梭菌(Clostridium difficile)是医疗保健相关性腹泻最主要的病原菌。2002年起欧美地区艰难梭菌感染发病率和病死率均明显增高,耐药艰难梭菌的出现和传播更给临床治疗和预防带来了挑战。绝大多数临床分离菌对甲硝唑及万古霉素仍呈高度敏感,但已有异质性耐药或最低抑菌浓度上升的报道;对红霉素和莫西沙星等其他抗菌药物的耐药率在不同国家和地区则有较大差异。艰难梭菌对甲硝唑或万古霉素敏感性下降产生的耐药机制尚不明确,而对红霉素、氟喹诺酮类、四环素和利福霉素形成的耐药机制主要是因为作用靶点发生了改变。文章简述了近年来国际上艰难梭菌耐药性及耐药机制方面的研究进展。     

国外对芽胞杆菌属芽胞长久存活机制的研究进展

能够在不利的外界环境下长久存活是一些产芽胞菌的重要特点之一。本文就国际上在芽胞内环境、酶的休眠、芽胞与化学因子、放射线、热的关系等方面的研究状况进行了综述。     

人艰难梭菌感染的致病机制与防治策略研究进展

艰难梭菌是一种非常重要的医院感染病原菌,其感染占抗菌素相关腹泻的10．25％,占抗菌素相关肠炎的50．75％,占抗菌素相关伪膜炎的90．100％。而且越来越多的证据表明艰难梭菌的感染与其它疾病,如活性关节炎、婴儿突发性死亡、溶血性尿毒症、坏死性肠炎、希施斯普龙病等有关。更糟糕的是艰难梭菌存在着复发性感染,15—20％的病人在成功治愈后会复发。近年来,随着强毒株的出现,艰难梭菌的感染率和发病率逐年上升,病情也越来越严重,由艰难梭菌感染引起的死亡率也成倍增加。到目前为止,艰难梭菌发病率升高的原因及其致病机制还有待进一步研究。由于艰难梭菌是一种孢子产生菌,对大部分抗菌素都有抗性,目前用于艰难梭菌防治的主要抗菌素甲硝唑和万古霉素的治疗效果也在不断下降,所以正确认识艰难梭菌的感染与流行,进一步了解其致病机制,寻找新的替代疗法已是迫在眉睫。本文对艰难梭菌感染和流行的病因进行了较为全面的分析,对其致病机制进行了深入的总结,并探讨了艰难梭菌防治的最新策略和方法,将有利于更好的认识和研究艰难梭菌,为艰难梭菌的防治提供新思路。     

感受态还是芽胞？细胞命运决定的遗传调控网络

枯草芽胞杆菌作为一般认为安全(GRAS,Generally recognized as safe)菌株,被广泛应用于饲料、食品、生物防治等领域,同时,枯草芽胞杆菌作为表达宿主在工业酶的应用中扮演重要角色。然而,低效的芽胞形成率与感受态效率极大限制了枯草芽胞杆菌的应用潜力。尽管已有大量关于芽胞形成与感受态形成的分子遗传机制的研究报道,但是通过遗传改造提高枯草芽胞杆菌芽胞形成率与感受态效率的研究报道并不多。可能的原因是芽胞形成与感受态形成作为枯草芽胞杆菌生长后期两个主要的发育事件,受胞内复杂的遗传调控机制操纵,且两个遗传通路之间存在相互调控关系,对遗传改造工作形成挑战。随着基因工程与代谢工程研究的不断发展,积累了大量关于细胞生长、代谢与发育等方面的遗传信息,通过综合这些遗传信息构建细胞遗传调控网络,用于指导生产实践,已经成为当前研究的热点之一。基于此,本文简要概述了枯草芽胞杆菌芽胞形成和感受态形成的遗传通路,初步探讨了芽胞形成与感受态形成之间的遗传调控网络,及细胞在生长后期的遗传决定机制,并讨论了该遗传调控网络对枯草芽孢杆菌及其近缘种应用研究的指导作用。     

Negative interactions determine Clostridioides difficile growth in synthetic human gut communities

Understanding the principles of colonization resistance of the gut microbiome to the pathogen Clostridioides difficile will enable the design of defined bacterial therapeutics. We investigate the ecological principles of community resistance to C. difficile using a synthetic human gut microbiome. Using a dynamic computational model, we demonstrate that C. difficile receives the largest number and magnitude of incoming negative interactions. Our results show that C. difficile is in a unique class of species that display a strong negative dependence between growth and species richness. We identify molecular mechanisms of inhibition including acidification of the environment and competition over resources. We demonstrate that Clostridium hiranonis strongly inhibits C. difficile partially via resource competition. Increasing the initial density of C. difficile can increase its abundance in the assembled community, but community context determines the maximum achievable C. difficile abundance. Our work suggests that the C. difficile inhibitory potential of defined bacterial therapeutics can be optimized by designing communities featuring a combination of mechanisms including species richness, environment acidification, and resource competition.     

环境因子对努利虫疠霉产孢和孢子萌发的影响

探讨努利虫疠霉Pandoranouryi(Remaudi埁re&Hennebert)H櫣mber在田间蚜虫种群中发生与流行的规律,研究外界环境因子对感菌虫尸产孢和孢子萌发的影响。结果表明,处于水琼脂培养平板上感染努利虫疠霉的桃蚜虫尸在8~25℃的温度范围内均能产生大量的初生分生孢子,在30℃下,仅弹射极少量孢子。8℃下,孢子弹射可以持续120h,当温度高于15℃,大部分的孢子会在48h内完成弹射。相对湿度小于95%,虫尸停止产孢。20℃下,光照条件不会影响虫尸弹射孢子的总量。在8℃和30℃时,24h后处于水琼脂培养平板上的孢子萌发率分别为45.23%和61.74%,显著低于15~25℃温度范围内的孢子萌发率(95%以上)。处于叶片上的真菌孢子,当相对湿度大于74%时出现萌发,但在盖玻片的表面,当湿度低于100%时未发现孢子萌发。     

Impact of Primary and Secondary Bile Acids on Clostridioides Difficile Infection

Primary bile acids (BAs), synthesized from cholesterol in the liver, after their secretion with bile into the intestinal lumen, are transformed by gut microbiota to secondary BAs. As natural detergents, BAs play a key role in the digestion and absorption of lipids and liposoluble vitamins. However, they have also been recognized as important signaling molecules involved in numerous metabolic processes. The close bidirectional interactions between BAs and gut microbiota occur since BAs influence microbiota composition, whereas microbiota determines BA metabolism. In particular, it is well established that BAs modulate Clostridioides difficile life cycle in vivo. C. difficile is a cause of common nosocomial infections that have become a growing concern. The aim of this review is to summarize the current knowledge regarding the impact of BAs on the pathogenesis, prevention, and treatment of C. difficile infection. Open in a separate window