ClpE在肺炎链球菌致病过程中的作用机制研究

来源 :重庆医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhengwei2
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae, S.pn)是一种常见的革兰阳性条件致病菌,可引起肺炎、中耳炎、菌血症、脑膜炎等严重疾病,在全球有很高的发病率和死亡率。老人、儿童、艾滋病和先天性免疫缺陷的患者是S.pn感染的高危人群。由于S.pn抗生素耐药率的增加和目前疫苗的缺陷性,使得其防治面临困境。要想从根本上解决S.pn的防治问题,就要深入了解其致病的分子机制,为研发新的药物和疫苗提供理论和实验依据。HSP100/ ClpATPase是一类高度保守并广泛存在的热休克蛋白(heat shock protein, HSP),它除了具有分子伴侣的功能外,还与肽酶ClpP形成ATP依赖的蛋白酶复合物(如ClpAP,ClpBP等)特异性水解某些蛋白质。研究显示ClpATPase可影响某些基因的转录因子活性,从而调控包括毒力因子在内的多种基因的表达,导致细菌生长、毒力等多种生物学性状发生改变。肺炎链球菌有四种ClpATPase(ClpC,ClpE,ClpL,ClpX)。已有的研究显示ClpC、ClpL及ClpX都与S.pn的感染致病相关。但ClpE目前仅知道是肺炎链球菌温度耐受的主要元件,对于其在肺炎链球菌致病过程中的作用尚不清楚。本课题从整体水平、细胞水平和分子水平初步探索了ClpE在肺炎链球菌致病过程中的作用及机制,这可为深入了解肺炎链球菌致病机制提供理论和实验依据。本课题包括以下两个部分内容:1、构建肺炎链球菌clpE缺失突变体,比较clpE缺陷菌株和野生菌D39对小鼠的毒力差异,从总体水平上初步了解ClpE是否参与了肺炎链球菌的致病。采用长臂同源多聚酶链式反应(Long flanking homology polymerase chain reaction,LFH-PCR)方法,制备中间为红霉素耐药基因(erm)两侧为clpE基因上、下游同源序列的连接片段,并将此片段转化入肺炎链球菌D39,在含红霉素的血平板上筛选出clpE缺陷菌株,并通过PCR、测序进行鉴定;小鼠体内实验比较clpE缺陷菌株和野生菌D39对小鼠的毒力差异。PCR和测序结果显示,我们构建D39clpE缺陷菌株成功;小鼠体内实验结果显示,clpE缺陷菌株对小鼠的毒力较野生菌株明显减低(P<0.01)。研究结果提示,ClpE可能在肺炎链球菌的致病过程中发挥了作用。2、从细胞水平、分子水平进一步了解ClpE在肺炎链球菌致病过程中的作用及其机制。本研究观察了不同温度下clpE缺陷菌株和野生菌株在液体培养基中的生长情况;体外粘附、侵袭实验比较缺陷菌株与野生菌株对宿主细胞(人肺腺癌细胞A549、人脐静脉内皮细胞HUVEC)的粘附、侵袭能力;荧光定量PCR检测肺炎链球菌几种主要毒力因子在缺陷菌株和野生菌株中的表达差异;双向凝胶电泳比较缺陷菌株和野生菌株的蛋白表达差异,借助基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)对部分蛋白质分子进行分析鉴定,并结合生物信息学方法寻找ClpE调节的蛋白质分子。结果显示:1、在37℃时,clpE缺陷菌的生长繁殖能力较野生菌株大大降低,而在40℃、42℃时,缺陷菌几乎不能生长。2、clpE缺陷菌株对宿主细胞的粘附和侵袭能力都显著弱于相应的野生菌株(P<0.05)。3、同野生菌株比较,几种重要毒力基因自溶素(major autolysin A,lytA)、表面粘附素A(pneumococcal surface adhesion A,psaA)、溶血素(pneumolysin,ply)、神经酰胺酶(neuraminidase, nanA)和链球菌表面蛋白A(pneumococcal surface protein A, pspA)在clpE缺陷菌中的表达量显著下降(P<0.05)。4、与细菌生长、粘附侵袭、生物被膜形成密切相关的蛋白质如次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(Hypoxanthine-guanine phosphoribosyltransferase)、甲酸-四氢叶酸酯连接酶( Formate-tetrahydrofolate ligase )、吡咯烷羧酸肽酶(Pyrrolidone-carboxylate peptidase 1)和双功能蛋白PyrR (bifunctional protein PyrR)在缺陷菌中的表达量均明显低于其野生菌。这些结果提示ClpE可能通过调控包括毒力因子在内的一些蛋白质的表达来影响肺炎链球菌的生存、对宿主细胞粘附、侵袭等多种生物学功能。总之,本研究显示ClpE可通过调控多种蛋白质的表达来影响细菌的生存能力、对宿主细胞的粘附侵袭能力以及对宿主细胞的损伤能力,它是肺炎链球菌在宿主体内存活并导致感染发生所必须的。
其他文献
我从一九八四年专职从事电大文科类辅导教学以来.基本上辅导了两大类课程,一类是文学史课程(当代文学、外国文学),一类是语言课程(现代汉语)。以我辅导这两门课程七年之久的
目的探讨社区老年高血压患者自测健康水平与服药依从性的相关性。方法采用自编的老年人基本情况问卷、自测健康评定量表(SRHMS)和Morisky服药依从性问卷对随机抽取的上海市城
由于上世纪七八十年代天然林被大量采伐,伊犁这块新疆的绿洲湿地现有的森林资源总量不断减少,森林覆盖率及人均森林资源拥有量明显降低。受到林区天然林资源的过度消耗的影响,伊
本文介绍了生物样品中黄酮类化合物的处理方法,检测方法以及其在药物动力学方面的研究,为科学、合理的评价黄酮类化合物的作用机制和体内行为奠定了基础。
<正> 近代城市的形成与资本主义经济的发展密切相关。从这一点来说,日本的城市与欧美城市并无区别。只是日本的大部分城市,特别是大城市,如东京、大阪、名古屋等都是由封建时
ue*M#’#dkB4##8#”专利申请号:00109“7公开号:1278062申请日:00.06.23公开日:00.12.27申请人地址:(100084川C京市海淀区清华园申请人:清华大学发明人:隋森芳文摘:本发明属于生物技
各盟行政公署、市人民政府,自治区各委、办、厅、局,各大企业、事业单位:内蒙古科尔沁国家级自然保护区位于兴安盟科右中旗境内,1995年晋升为国家级自然保护区。该保护区是以科尔
《商业企业经营管理学》这门课程,是以商业企业为研究主体,以研究商业企业经营管理活动规律性为主题,探索商业企业经营管理运动中的规律性,以求有助于我国商业企业经营管理的
各盟行政公署、市人民政府,各旗县人民政府,自治区各委、办、厅、局,各大企业、事业单位:为认真贯彻落实《国务院关于进一步加强文物工作的指导意见》(国发[2016]17号)精神,切实加强
罗丹雕塑是19世纪人性觉醒后应运而生的艺术成果,作品充盈着丰富的情感和生命的外放。罗丹在时代的浪潮中,把纯粹的雕塑美引向人道主义和现实主义,上升到更深刻的哲学思考中,