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。     

EMA-LAMP方法快速检测鉴别副溶血性弧菌

建立将DNA染料EMA(ethidium bromide monoazide)结合环介导等温扩增技术(loop-mediated isother-mal amplification,LAMP)的方法(EMA-LAMP),用于检测鉴别副溶血性弧菌(Vibrio parahaemolyticus)死/活菌细胞。针对副溶血性弧菌不耐热溶血素基因tlh(thermolabile hemolysin)特异性序列的6个位点设计4条引物及2条环引物,进行检测。结果表明,浓度为8.0μg/mL或更高浓度的EMA,至少经25 min的曝光处理,能够有效抑制浓度为1×108cfu/mL的副溶血性弧菌死细胞的扩增,而对用相同浓度EMA处理的副溶血性弧菌活细胞扩增没有影响。经EMA处理,含有不同比例的副溶血弧菌死细胞和活细胞的混合液中,活菌的最小检测限为1.0×102cfu/mL。EMA-LAMP方法比EMA-PCR方法区分死活细胞中的活细胞更为有效,是一种能够快速、灵敏且更为有效鉴别副溶血性弧菌死活细胞的新方法。     

响应面分析法优化副溶血性弧菌生长条件

通过单因素分析, 确定最适于副溶血性弧菌VPJ33生长的pH、温度和盐度。在此基础上, 综合考虑3个因素对VPJ33生长的影响, 用Design-Expert软件进行响应面分析, 优化VPJ33的培养条件得到了菌体生长模型, 以及取得模型最优值时各因素的水平。结果表明, VPJ33的最优培养条件为：pH 8.41、温度34.1℃和盐度2.47％; 菌体生长过程中, pH和盐度以及pH和温度对VPJ33生长的交互作用显著, 盐度和温度对VPJ33生长的交互作用不显著。菌体生长模型达到显著水平, 可以对VPJ33在不同条件下的生长情况进行分析和预测。     

副溶血性弧菌分子标志基因研究概况

副溶血性弧菌是重要的食源性致病菌,其中,O3:K6血清型是1996年后导致多个国家多起食物中毒暴发的病原菌。中国1992-2001年的统计数据表明,由副溶血性弧菌引起的胃肠炎占由微生物引起的食源性疾病暴发的31.1%。副溶血性弧菌环境株大部分是非致病性的,而临床株则能产生耐热直接溶血素、耐热相关溶血素以及其它毒力因子。本文综述了3种重要的副溶血性弧菌的分子标志物,包括种特异性基因、毒力基因以及大流行菌群特异基因,旨在为研究者们针对性的选取基因开展快速检测副溶血性弧菌和鉴别其致病因子的研究提供参考依据。     

副溶血性弧菌温度-盐度双因素预测模型的建立

本文以副溶血性弧菌VP BJ1.1997为研究对象, 采用均匀设计试验方法, 建立并验证了温度范围为7°C~43°C, 盐度范围为0.5%~9.5%NaCl的生长动力学模型。结果表明, 所选一级模型的拟合效果优劣依次为Logistic方程>Gompertz方程>Linear方程, 以Logistic方程为一级模型计算生长参数; 二级模型采用平方根模型进行拟合, 得到模型相关系数r为0.9863, 最低生长温度T min为9.0506°C, 最高生长盐度为5.93%NaCl(对应最低生长水分活度Aw min     

大连市两种来源的副溶血性弧菌分子分型

目的 分析食品来源、患者来源及2种来源的副溶血性弧菌之间的PFGE图谱的关系,从分子流行病学角度探讨2种来源的副溶血性弧菌的关联。 方法 收集患者和食品2种来源的副溶血性弧菌178株,经限制性内切酶SfiI酶切,用脉冲场凝胶电泳方法进行电泳,凝胶成像仪获得电泳图谱,利用BioNumerics软件对图谱进行聚类分析。 结果 食品来源的96株菌,有13株降解,83株菌被限制性内切酶SfiI酶切出83个PFGE types(PT),聚类分析发现各菌株间相似系数为55.6%～97.4%,按带型相似系数为85%标准划分为1~67共67个克隆群。患者来源的82株菌,有5株降解,77株菌被限制性内切酶SfiI酶切出46个PFGE types(PT),聚类分析发现各菌株间相似系数为64.1%～100.0%,按带型相似系数为85.0%标准划分为A～O群共15个克隆群。将2种来源的共160株副溶血性弧菌的PFGE图谱进行聚类分析,各菌株间相似系数为41.7%～100.0%,按带型相似系数为85.0%标准划分为79个克隆群。 结论 多数食品来源菌株间相似系数较低,患者来源菌株间相似系数高,而食品和患者来源菌株间相似系数较低,只有少数食品来源与患者来源菌株相似系数较高。     

蓝莓提取物对副溶血性弧菌的抑制作用

本文以北高丛蓝莓中的栽培品种埃利奥特为原料,通过L16(43)正交实验,分析比较了16种提取物对副溶血性弧菌的抑菌效果及各提取物的pH值.结果表明:在30℃下,以65％乙醇(w/w)为溶剂,超声提取25min为最优提取条件.采用此条件得到的提取物具有最低的pH值,在浓度为100和40 mg/mL时,对副溶血性弧菌的抑菌率分别达100％和81.3％.     

牛蒡提取液对副溶血性弧菌的抑制作用

研究了牛蒡提取物对副溶血性弧菌的抑制作用。采用80%乙醇分别浸提两个牛蒡品种柳川理想及黄肌牛蒡根的皮及去皮根,四种提取物分别命名为LP、LR、HP和HR。采用滤纸片扩散和最低抑菌浓度法筛选了四种提取物的抑菌效果,时变抑菌研究了常温(25℃)和低温(4℃)下牛蒡提取物在无菌蒸馏水(DW)以及脑心浸汤(BHI)中对副溶血性弧菌的抑制效果。结果显示,四种提取物中LP的抑菌活性最好;经1000μL/mL LP提取液7小时处理,在4℃和25℃DW环境均未有副溶血性弧菌检出;经各浓度提取液1天处理,在4℃和25℃BHI环境均未有副溶血性弧菌检出。LP对副溶血性弧菌弧菌具有良好的抑制作用。     

超高压处理对副溶血性弧菌的影响研究

摘要：【目的】探讨超高压致死微生物的机理。【方法】本文以副溶血性弧菌为对象,研究了超高压处理对副溶血性弧菌的灭菌效果、对副溶血性弧菌细胞超微结构、细胞无机盐离子含量以及细胞膜蛋白的影响。【结果】结果表明,在20℃下分别经100、200 MPa高压处理10min后,副溶血性弧菌致死率为40%、84.7%,经300 MPa及以上的压力处理,副溶血性弧菌的致死率为100%。超高压处理对细菌细胞形态结构造成明显的损伤：局部细胞壁遭到破坏,出现缺口;胞质内含物结构紊乱,出现泄漏,细胞中部出现透电子区;细胞结构不完整     

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-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。     

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。     

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。     

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。     

副溶血性弧菌分泌系统在致病力中作用的研究进展

致病菌借助分泌系统将特异蛋白直接注入宿主细胞内,破坏宿主细胞内的多种信号通路,是导致细菌定殖和感染的有效途径。作为一种重要的食源性致病菌,副溶血性弧菌(Vibrio parahaemolyticus)的Ⅲ型分泌系统(Type Ⅲ secretion system,T3SS)和Ⅵ型分泌系统(Type Ⅵ secretion system,T6SS)是其对宿主细胞产生致病性的重要因素。本文综述了副溶血性弧菌T3SS和T6SS效应物在致病力中的具体作用,以及相关调控机理,为进一步了解由副溶血性弧菌导致的病症,研究其致病机理以及寻找致病性靶标提供参考。     

生物膜形成中间状态下副溶血弧菌的基因转录谱分析

【目的】探究生物膜形成中间状态下副溶血弧菌的差异基因表达情况,为今后研究生物膜形成调控机制提供基因信息。【方法】以非生物膜形成条件下为参照,采用Illumina HiSeq测序平台进行转录组测序（RNA sequencing,RNA-seq）研究,分析生物膜形成中间状态下副溶血弧菌的基因表达情况,并采用实时定量PCR （quantitative real-time PCR,qPCR）进行验证。【结果】本研究共获得979个差异显著性表达基因（differentially expressed gene,DEG）,其中下调基因379个,上调基因600个。基因本体（gene ontology,GO）分类分析结果显示,共有363个DEGs注释到分子功能、细胞组分和生物学过程3个一级分类和30个二级分类;京都基因和基因组百科全书（Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG）代谢途径分析结果显示,共有706个DEGs归到37个代谢通路中（Q value<0.05）,差异表达基因主要集中在细胞代谢和转运通路上;蛋白相邻类的聚簇（clusters of orthologous groups,COG）分类结果显示,有888个DEGs可归为20个类别,涉及DEGs最多的为氨基酸转运与代谢、一般功能预测基因、能量产生与转换以及未知功能基因。qPCR验证挑选的DEGs变化趋势均与RNA-seq的结果一致。此外,从转录组数据中共筛选出10个c-di-GMP代谢相关基因、1个侧生鞭毛蛋白基因（lafA）、13个极生鞭毛合成相关基因、6个荚膜多糖合成相关基因、6个胞外多糖合成相关基因、5个IV型菌毛合成相关基因、膜融合蛋白（membrane fusion protein,Mfp）基因（cpsQ-mfpABC）、14个III型分泌系统1（T3SS1）相关基因、14个Vp-PAI基因（1个tdh2和13个T3SS2基因）、3个VI型分泌系统1（T6SS1）相关基因、6个T6SS2基因、45个推定调控子基因和15个推定的外膜蛋白基因。【结论】生物膜形成引起副溶血弧菌基因表达谱发生明显变化,差异表达基因中包含生物膜形成相关基因、关键毒力基因和许多推定调控子基因等,这为后续研究生物膜形成调控机制提供重要信息。     

基于RNA-Seq技术分析白藜芦醇对副溶血弧菌生物被膜的抑制作用

【目的】利用可食用植物素抑制致病菌生物被膜受到广泛的关注。本文研究分析白藜芦醇对水产品致病菌副溶血性弧菌(Vibrio parahaemolyticus)生物被膜形成的影响及重要的调控基因。【方法】研究测定亚抑菌浓度白藜芦醇对V.parahaemolyticus生物被膜形成和胞外多糖分泌的影响,采用RNA-Seq技术分析白藜芦醇作用下V.parahaemolyticus基因表达水平变化,并利用荧光定量PCR方法验证部分差异表达基因。【结果】白藜芦醇对V.parahaemolyticus的最小抑菌浓度为20μg/m L,亚抑菌浓度5μg/m L和10μg/m L作用下能显著抑制该菌的生物被膜形成和胞外多糖产量(P0.05),扫描电镜观察发现细菌的粘附量和胞外分泌物显著减少。V.parahaemolyticus在10μg/m L白藜芦醇作用下共检测到106个基因表达量发生显著变化(P0.05),其中上调基因约占22.6%,下调基因约占77.4%。这些基因主要在7条代谢通路中被显著富集,其中外膜蛋白(W,Yed S,Omp K)、群体感应(Lux S)、鞭毛蛋白(Fla A)、菌毛蛋白(Pil Q)、溶血素分泌蛋白等14个调控基因可能与V.parahaemolyticus生物被膜有关,呈现显著下调表达。荧光定量PCR发现lux S、trh、tlh和fla A 4个基因在白藜芦醇作用后表现不同程度的显著下降,与转录组结果一致。【结论】白藜芦醇抑制V.parahaemolyticus生物被膜形成是一个多基因参与、多个生物过程协同调控的过程,其主要通过干扰V.parahaemolyticus新陈代谢过程、群体感应系统、膜蛋白分泌通路,抑制细胞的粘附和生物被膜形成。研究为揭示白藜芦醇抗生物被膜的分子机制提供参考。