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细菌性阴道病(Bacterial Vaginosis,BV)是一种由厌氧菌异常增殖并替代阴道乳酸杆菌而引发的常见妇科疾病并伴随多种临床症状,它不仅给患者带来生活上的不适,同时它还能提高如HPV、HIV等其他性传播疾病的感染风险,另外它还会引起盆腔炎、阴道出血及孕期早产等。正常阴道的pH值在3.8~4.2之间,而BV患者的阴道pH值则上升至4.5~6。目前BV主要的治疗策略是口服或阴道内使用甲硝唑等抗菌药来杀死阴道内非正常增殖菌。然而,大约10%至15%的患者并没有在第一疗程的抗生素治疗后获得治愈,且其复发率高达80%。因此研究BV发病机制,为临床开发更好的药物提供依据,具有较高的应用价值。柯氏动弯杆菌(Mobiluncus curtisii,M.curtisii)是革兰氏染色可变厌氧菌,其能够抵抗目前最常用的治疗药物甲硝唑,国外已有研究报道在65%-85%的BV患者阴道中发现M.curtisii,且证实了M.curtisii的存在与BV治疗后复发高度相关。当前尚无M.curtisii在国内BV患者中感染的相关数据。已有研究表明M.curtisii的培养基上清能够破坏阴道上皮细胞,意味着M.curtisii很可能通过分泌细胞毒素参与BV的发展,但其中发挥作用的具体成分尚未明确。CAMP因子首次发现于B型链球菌(Group B streptococcus,GBS),作为一种细胞毒素,它能够在细胞膜上打孔从而杀死细胞。通过同源性分析发现,M.curtisii也能够表达CAMP因子,但它是否具备与GBS CAMP一样的细胞杀伤功能,它与细菌性阴道病有着什么样的关系,其发挥作用的分子机制又是如何,以上这些问题均尚未明确。围绕以上这些问题,本课题开展了如下相关研究,并得到以下主要结果:(1)为分析国内BV患者感染M.curtisii的情况,我们从临床收集了257例阴道拭子,抽提拭子上细菌的基因组DNA并作为模板,以M.curtisii特异性引物进行PCR鉴定,发现特异性引物PCR鉴定比Nugent Score检测更为精准,其中正常人感染M.curtisii的概率为5.7%,轻度BV患者为12.3%,重度BV患者为81.2%。此结果基本与国外的报道一致,证明感染M.curtisii与中国BV患者的疾病程度也呈正相关。(2)为探索M.curtisii发挥作用的分子机制,通过序列同源性分析,我们发现M.curtisii也能表达CAMP因子,因此我们表达并纯化了M.curtisii CAMP因子的重组蛋白,并发现该蛋白的聚集状态具有pH值依赖;(3)为进一步探究pH值对M.curtisii CAMP因子的影响,我们采用分子排阻实验证实M.curtisii CAMP因子在pH 4.4时为单体,随着pH的升高,逐渐有多聚体产生;另外,我们采用溶血实验表明M.curtisii CAMP因子在pH 5.7~7.4时具有溶解羊红细胞的活性,在pH为4.4时失活,预示着CAMP因子能在BV患者较高pH值的阴道内发挥功能,促进BV的发展。(4)为揭示CAMP因子发挥功能的机制,我们筛选了980个结晶条件,通过优化最终获得了M.curtisii CAMP因子单体蛋白单晶,采用X-射线衍射获得晶体衍射数据,并成功解析了1.85(?)M.curtisii CAMP因子单体的晶体结构,它是5+3模式组成的8个α-helix的花样结构。(5)圆二色谱(CD)实验表明CAMP因子有两个能垒,结合晶体结构,我们分别表达并纯化了其N端截短蛋白(NTD)和C端截短蛋白(CTD),采用CD实验表明其NTD比CTD稳定。(6)为了进一步验证以上结果,我们在全长蛋白的N端或C端引入了一对半胱氨酸(命名为:Nmut或Cmut),使其形成二硫键以稳定N端或C端构象,采用CD实验显示Nmut和Cmut构象均稳定,同时采用溶血实验表明,在pH 7.4时,Nmut的N端被二硫键偶联后失去了溶血功能,蛋白还原后溶血功能恢复;Cmut的C端被二硫键偶联后比还原型溶血功能更强,这表明CAMP因子的N端对其功能均起着重要的作用,通过稳定C端有助于CAMP因子功能的发挥。综上所述,我们的实验表明国内BV患者的病情与M.curtisii的感染呈现正相关,M.curtisii CAMP因子具备破坏细胞膜的功能;我们成功解析了首个M.curtisii CAMP因子单体蛋白的晶体结构,结合CD等生化实验为进一步分析其发挥细胞毒性的机理打下了一定的基础。可以提出假设,即M.curtisii可能通过分泌CAMP因子在BV患者阴道中发挥其生物学功能,破坏阴道上皮细胞,从而帮助BV的发展。本研究将来有可能为临床治疗BV及相关妇科疾病提供理论指导。