《Hfq蛋白在布魯氏菌胞內生存中的分子調控機制研究》是依託中國人民解放軍軍事科學院軍事醫學研究院，由王玉飛擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：Hfq蛋白在布魯氏菌胞內生存中的分子調控機制研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王玉飛
- 依託單位：中國人民解放軍軍事科學院軍事醫學研究院
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
布魯氏菌病是由布魯氏菌引起的一種慢性感染性疾病。鑒於布魯氏菌沒有典型的毒力因子和以超強的胞內生存能力為特點的獨特致病機制，本研究以細菌的重要轉錄後調控子Hfq為切入點，系統分析Hfq突變株毒力表型，分析Hfq在布魯氏適應胞內惡劣環境及胞內生存中的作用。在此基礎上，採用晶片表達譜和比較蛋白質組分析技術，從全基因組水平和蛋白質組水平篩選Hfq調控的靶基因。利用RNA-Seq和免疫共沉澱技術尋找受Hfq直接調控的sRNA和mRNA分子；生物信息學預測Hfq調控sRNA的靶基因，實驗驗證sRNA與靶基因的結合。選擇關鍵的靶基因，採用lacZ融合報告基因技術和DNA酶I足跡實驗技術，深入研究Hfq如何直接調控這些關鍵基因的轉錄。最後，匯總以上實驗結果，闡述Hfq如何通過在轉錄後水平調控大量靶基因的表達來調控布魯氏菌的胞內生存能力，解釋布魯氏菌的胞內生存機制，為開發新的治療藥物和疫苗奠定基礎。
結題摘要
布魯氏菌是一種胞內寄生菌，主要寄生在宿主的巨噬細胞內，胞內生存繁殖是布魯氏菌致病的關鍵環節，而適應胞內環境又是布魯氏菌實現胞內生存的前提。因此，了解布魯氏菌如何適應胞內的惡劣環境並在其中生存對於理解布魯氏菌的致病機制至關重要。Hfq蛋白是細菌重要的轉錄後整體調控子，能同時調控大量靶標基因的表達，進而在包括致病在內的多個細胞過程中發揮整體調控作用。本項目的研究目的是探討布魯氏菌Hfq蛋白與布魯氏菌胞內生存和致病的關係，尋找Hfq調控的靶標mRNA和sRNA，並研究其可能的調控機制。 本項目首先通過同源重組的方法構建了布魯氏菌的Hfq缺失突變株，並對突變株的胞內生存相關表型進行了分析。Hfq缺失以後，布魯氏菌的生長速度減慢、達到穩定期的時間延長；在模擬巨噬細胞內環境條件下的生存能力明顯下降。進一步的細胞和小鼠毒力實驗證實Hfq與布魯氏菌的胞內生存能力和毒力相關。晶片表達譜和比較蛋白質組分析結果顯示，Hfq缺失後，眾多基因的轉錄和表達發生變化，其中很多與布魯氏菌的胞內生存和毒力相關。進一步的研究顯示，Hfq在體內感染過程中也可影響這些毒力相關基因的表達，並最終影響布魯氏菌的胞內生存能力和毒力。利用RNA-Seq來檢測野生株和Hfq突變株中差異表達的sRNA，並進一步利用Northern blot對Hfq相關的sRNA進行了驗證。選取了2個與布魯氏菌胞內生存相關的sRNA，首先明確Hfq蛋白在體內外對sRNA表達的調控作用，利用生物信息學預測sRNA的靶標，並通過雙質粒系統實驗和凝膠阻滯實驗進一步證實了Hfq依賴的sRNA對靶基因的直接調控作用。最後，對Hfq的免疫保護作用進行了評價，發現Hfq突變株對布魯氏菌的感染具有免疫保護作用。通過研究，我們深入分析了Hfq在布魯氏菌胞內生存中的作用，解析了Hfq通過在轉錄後水平調控mRNA和sRNA靶基因的表達來調控布魯氏菌的胞內生存能力和毒力，明確了Hfq突變株對布魯氏菌的感染具有免疫保護作用。研究結果為進一步闡明布魯氏菌的胞內生存機制和致病機理提供新的思路和線索，並為開發新的布病治療藥物和疫苗奠定基礎。 通過本項目研究，有1名博士研究生和2名碩士研究生順利畢業，1名研究人員成長為中青年學術帶頭人。申請專利1項，發表論文7篇，其中SCI論文4篇。
