金黃色葡萄球菌萬古黴素中度耐藥機制的研究

《金黃色葡萄球菌萬古黴素中度耐藥機制的研究》是依託中國科學技術大學，由孫寶林擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：金黃色葡萄球菌萬古黴素中度耐藥機制的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：孫寶林
• 依託單位：中國科學技術大學

中文摘要

金黃色葡萄球菌（金葡菌）是人類的主要致病菌，可導致嚴重的臨床感染。近年來，世界範圍內MRSA、VISA與VRSA的不斷出現和傳播已成為金葡菌治療的重大難題。其中金葡菌萬古黴素中度耐藥（VISA）發生的原因主要是基因突變，但其分子機制的闡釋尚未完善。已經報導的與VISA發生相關的基因主要有vraSR，graSR，rpoB和walK,然而這些基因突變並不出現在所有VISA中，說明其它基因位點及其相關分子機制能夠導致萬古黴素敏感性下降。我們在前期工作中發現,實驗室萬古黴素壓力誘導的VISA中存在三個基因的點突變，分別為walk, ftsz和rpoc,其中ftsz和rpoc與VISA發生的相關性目前尚無報導。本項目擬深入研究ftsz和rpoc對該VISA菌株萬古黴素敏感性的影響，並闡釋相關的分子機制。該研究將加強對金葡菌耐藥機制的認識，進而為金葡菌的臨床治療和檢測提供新的理論基礎和治療策略。

結題摘要

本課題研究闡釋了金黃色葡萄球菌二元信號系統感應激酶WalK在萬古黴素耐藥性調控中的功能和分子機制。我們通過抗菌素篩選和全基因組測序，發現萬古黴素中度耐受金黃色葡萄球菌（VISA）菌株SV-1發生了walK (G223D)點突變，並詳細研究了walK突變導致萬古黴素敏感性減弱的分子機制。我們發現walK (G223D)單點突變菌株具有自溶活性減弱、細胞壁增厚以及萬古黴素敏感性減弱等表型變化。該點突變導致WalK (G223D)自磷酸化能力減弱，從而降低了轉錄調控因子WalR的磷酸化水平，低磷酸化水平的WalR結合atlA啟動子的能力減弱，從而下調細胞壁代謝相關基因的表達。該研究拓展了對於金黃色葡萄球菌萬古黴素耐藥性發生的分子機制的認識。另外，在此項目基礎上，我們還拓展了研究內容。我們發現輔助性sigma因子SigB的過表達顯著提高ccrA的轉錄水平，並顯著增強可移動遺傳元件SCCmec的剪下，且SigB直接參與ccrAB啟動子區域的識別。我們還發現一段位於ccrAB啟動子區域的保守反向重複序列，該序列對ccrAB的表達和SCCmec的剪下具有明顯的抑制作用。通過DNA親和色譜技術發現轉錄因子SarS能夠特異性結合該反向重複序列，進而正向調控ccrAB的表達和SCCmec的剪下。我們還發現SpoVG在MRSA菌株N315中可促進細胞壁合成並抑制細胞壁降解，從而在苯唑西林抗性發生中發揮正調控功能。spoVG敲除菌株對苯唑西林和頭孢唑肟的抗性顯著性降低，自溶加快，多個與細胞壁合成和降解相關的靶基因轉錄水平發生改變。我們進一步證明SpoVG蛋白可以直接結合lytN、femA和lytSR的啟動子區域。上述研究拓展了對於金黃色葡萄球菌耐藥性發生和調控機制的認識，相關結果發表於Antimicrobial Agents and Chemotherapy和International Journal of Medical Microbiology期刊。