葡萄糖協助傷寒沙門菌QseBC系統增強侵襲力的機制研究

《葡萄糖協助傷寒沙門菌QseBC系統增強侵襲力的機制研究》是依託江蘇大學，由倪斌擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：葡萄糖協助傷寒沙門菌QseBC系統增強侵襲力的機制研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：倪斌
• 依託單位：江蘇大學

項目摘要

已知葡萄糖可作為信號分子參與細菌的基因表達調控。最近我們研究發現，在傷寒沙門菌中有一雙組分調控系統QseBC，能夠參與調節細菌的鞭毛及毒力相關基因表達，且環境中加入葡萄糖能顯著增強該系統對細菌侵襲力的調節作用。因此我們認為，腸道中食物澱粉水解生成的葡萄糖，可以協助傷寒沙門菌QseBC系統，通過上調侵襲相關基因的表達而提高侵襲力，其相應分子機制有待深入研究。 本項目擬通過基因敲除和DNA晶片比較轉錄譜分析，結合生物信息學預測，鑑定QseBC的調控元；進而運用定量RT-PCR和凝膠阻滯實驗，鑑定QseBC直接調控的靶基因；採用LacZ融合報告基因、引物延伸和DNA酶I足跡實驗技術，深入研究QseBC是否並如何直接調控相應基因的轉錄；最後，將表型和分子實驗數據結合起來，認識葡萄糖作用下的QseBC系統是如何通過調控某些關鍵毒力、鞭毛、生物膜等相關基因的轉錄，來增強傷寒沙門菌在人體腸道的侵襲力。

結題摘要

QseBC雙組分系統（TCS）在某些細菌中具有調節鞭毛，生物膜和毒力的作用，但在傷寒沙門菌中的功能並不明確。課題就傷寒菌QseBC系統的功能及其對傷寒菌動力，生物膜形成及毒力等方面可能的作用展開研究。 比較傷寒菌野生株（WT）、qseB缺陷株（ΔqseB）和qseC缺陷株（ΔqseC）等動力差異，選取主要鞭毛基因flhD進行實時定量RT-PCR檢測，同時檢測qseB的表達水平；構建QseB高表達株，比較其與傷寒菌空載體對照株動力和flhD表達量的差異。與WT相比，ΔqseB動力無變化，ΔqseC動力減弱；flhD在ΔqseC中表達量下調約5倍且qseB表達上調；qseB高表達株動力較WT減弱，flhD表達下調。與WT相比，ΔqseC的生物膜形成能力受限；qseB的缺失使得ΔqseC恢復至WT生物膜表型。上述結果表明QseB對於在qseC缺失時生物膜形成的影響。此外，敲除qseB導致生物膜形成減少，而qseB在WT中的過表達則增加生物膜形成。定量實時RT-PCR揭示qseB過表達時，一些菌毛相關基因上調。這些結果表明qseC存在時，QseB可以增強生物膜形成。推測QseB具有雙重調節功能，前提是qseC存在。此外，ΔqseB具有對HeLa細胞更強的侵襲力，而ΔqseC對HeLa細胞的侵襲力明顯下降。ΔqseB的 invF :: lacZ的β-半乳糖苷酶活性在增加，而ΔqseC表現為降低，這與侵襲力結果一致。 總之，QseBC系統通過調節主要鞭毛基因flhD的表達，影響細菌動力； QseB對傷寒菌生物膜形成具有雙向調節作用；QseBC在傷寒菌侵襲力方面發揮作用。