金黃色葡萄球菌sdh操縱子影響持留菌形成的機制研究

《金黃色葡萄球菌sdh操縱子影響持留菌形成的機制研究》是依託復旦大學，由陳嘉臻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sdh操縱子影響持留菌形成的機制研究
• 依託單位：復旦大學
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：陳嘉臻

項目摘要

持留菌是臨床抗生素治療失敗的重要原因之一。儘管70年前最先在金葡菌中發現了持留菌，但到目前為止在金葡菌中未開展過系統性的研究。申請人前期通過構建和篩選金葡菌轉座子插入突變庫，找到了129個克隆包含18個持留菌形成缺陷的候選基因，通過基因敲除和回補驗證了sdhA/B缺失在體外導致持留菌水平下降10-400倍。推測sdh操縱子影響持留菌的形成可能通過電子傳遞鏈而非能量代謝。本研究擬開展基因敲除和回補、有氧和無氧持留菌實驗、小鼠持留菌實驗、小鼠毒力實驗、微生物表型晶片等技術，全面檢測與驗證sdh操縱子對持留菌形成以及其它表型的影響。然後再通過電子傳遞鏈相關基因雙敲除、RNA-seq、HITS技術和使用電子傳遞鏈抑制劑等實驗進一步明確包括sdh在內的電子傳遞鏈基因對細菌持留菌形成的影響和分子機制。該研究有望明確金葡菌持留菌形成的一個重要機制，提供新的藥物靶標以及對持留菌的臨床治療提供理論依據。

結題摘要

本研究首次通過插入突變庫篩選研究找到了15個可能與金黃色葡萄球菌持留形成相關的基因，其中sdhA/B、ndh、ctaB、hemA等均屬於細菌的電子傳遞鏈相關基因，在其他抗生素、高溫、酸性等多種壓力條件下生存顯著降低，提示電子傳遞鏈基因可能參與細菌持留生存。該兩部分內容剛發表在2015年Frontiers in Microbiology雜誌上 進一步通過構建ΔsdhCAB和ΔsdhAB的敲除和回補菌株，開展細菌持留研究，觀察到sdhCAB缺失後對細菌的持留表型的缺陷，說明sdhCAB操縱子對細菌的持留有著重要作用。這一部分內容剛發表在2018年微生物與感染雜誌上。 本研究還發現呼吸鏈相關基因hemA和hemB是持留菌形成中的重要基因，通過構建敲除株後，觀察到了細菌生長的缺陷以及對各種壓力條件下的生存缺陷，說明這兩個基因對細菌的持留具有重大影響。進一步通過RNA-seq研究發現，敲除hemA和hemB的敲除株的基因表達差異主要位於碳水化合物代謝通路，胺基酸代謝通路，輔因子和維生素代謝通路，膜轉運體以及能量代謝通路。在進一步通過構建雙敲除株和回補突變驗證了與hemA相關的部分基因對持留菌的影響。該部分內容已完成論文撰寫，正在投稿中。 本研究有助於揭開革蘭氏陽性細菌持留菌形成的重要機制之一，為持留菌的清除提供了新的藥物靶標，對持留菌導致的慢性感染的臨床治療提供理論依據。 研究期間發表標記基金好的SCI論文6篇，中文核心期刊1篇，另有一篇英文論文在投稿，培養研究生一名。