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副猪嗜血杆菌(Haemophilus parasuis)属于革兰氏阴性菌,是猪群上呼吸道的条件性致病菌。本研究主要以副猪嗜血杆菌神经氨酸酶NanH与自转运蛋白AT1为研究对象,探究其在副猪嗜血杆菌致病过程中发挥的主要功能。本课题取得的主要研究成果如下所示: 1.副猪嗜血杆菌神经氨酸酶验证 对菌株JS0135,缺失株JS0135Δnan H∷kan(以下简称ΔnanH)和互补菌株JS0135-CnanH(以下简称CnanH)进行神经氨酸酶活性检测,检测结果发现,互补菌株CnanH的神经氨酸酶活性与缺失菌株相同,极显著低于野生菌株。后对其进行粘附实验,发现互补菌株CnanH的粘附能力仍与缺失株相同,与野生株差异显著,因此该互补菌株并没有互补成功,缺失株构建成功。生长曲线测定发现,野生菌株与缺失株之间无显著性差异,且菌株在体外生长过程中不需要唾液酸提供营养。 2.JS0135-ΔnanH菌株的粘附能力、血清抗性和氧化耐受能力改变 将菌株JS0135,ΔnanH与猪肾上皮细胞(PK-15)与猪髋动脉内皮细胞(PIEC)互作,发现缺失株ΔnanH的粘附能力比野生菌株JS0135强。 与健康猪血清互作,发现缺失了nanH基因后,菌株的血清抗性降低。补体激活的经典途径在对菌株的杀伤中发挥一定作用。进行补体沉降实验则发现,在缺失株ΔnanH表面沉积的补体要高于野生株JS0135。Western blot则发现菌株表面沉积的成分中存在IgG蛋白。质谱分析则发现在菌株表面有C3分子沉积,并通过Westernblot得到验证,且通过流式实验发现在缺失株表面沉积的补体C3要高于野生株。 进行氧化耐受能力实验,发现缺失神经氨酸酶nanH基因后细菌的氧化耐受能力降低,从而发现nanH基因在菌株氧化耐受中发挥的重要作用。 3.副猪嗜血杆菌自转蛋白at1基因缺失株的构建及其功能研究 通过自然转化方法在JS0135中构建了at1基因缺失株JS0135Δat1∷kan,以下简称(Δat1)。通过对PK-15细胞毒性实验,发现at1基因无细胞毒性作用。细菌的粘附实验表明at1基因缺失后,菌株对PK-15细胞的粘附能力增强;同时发现at1基因缺失后对细菌生物被膜形成以及自身凝集都没有影响。同时发现,缺失了at1基因后细菌的氧化耐受能力减弱,表明at1基因可能与细菌的氧化耐受能力有关。 综合以上研究结果,唾液酸酶在副猪嗜血杆菌的致病机制中可能发挥重要作用,其通过减少细菌表面沉积的补体分子增强细菌对血清的抵抗作用。同时通过增强菌株的氧化耐受能力感染并侵入宿主。自转运蛋白AT1也具有增强细菌氧化耐受的功能。