空肠弯曲菌酰胺醇类诱导耐药株与敏感株的组学比较研究

发布时间：2017-04-10 12:10

  本文关键词：空肠弯曲菌酰胺醇类诱导耐药株与敏感株的组学比较研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：空肠弯曲菌(Campylobacter jejuni)是重要的食源性病原菌,可经食物链传播给人,引起人的细菌性腹泻和格林-巴利综合征。酰胺醇类药物(氯霉素(CAP)、氟苯尼考(FFC)和甲砜霉素)除氯霉素外,是兽医临床上防治C. jejuni等革兰氏阴性菌感染的重要抗生素。随着该类药物的广泛应用,造成耐药性的普遍存在,耐药C. jejuni的传播将给人医临床弯曲菌病的治疗带来巨大压力。转录组学、蛋白质组学和代谢组学作为新兴的“组学”研究技术,能够从整体水平阐述特定生物学发生发展过程及调控机制。本文以酰胺醇类诱导耐药C. jejuni为研究对象开展转录组学、蛋白质组学和代谢组学研究,阐明其产生耐药的分子机制。 本研究采用RNA-Seq高通量测序技术对等量混合的C. jejuni敏感株和耐药株进行了链特异性转录组测序。参考C. jejuni ATCC33560基因组,经测序产量和组装质量统计分析,共获得1347个转录本。结合转录组数据库比对,CAP耐药C. jejuni中共鉴定出290个差异表达基因(DEGs),其中182个上调,108个下调；这些DEGs主要参与代谢通路、次级生物合成代谢、不同环境中微生物的代谢、核糖体和鞭毛组装等途径。FFC耐药C. jejuni中共筛选出93个DEGs,其中32个上调,61个下调；这些DEGs主要参与代谢通路、次级生物合成代谢、不同环境中微生物的代谢、核糖体和氮代谢等途径。 采用超滤辅助样品制备(FASP)结合SWATH-MS数据采集方法对C. jejuni敏感株和CAP、FFC耐药株进行非标记定量蛋白质组学分析。结果显示,CAP耐药C. jejuni中共筛选出197个差异蛋白,FFC耐药C. jejuni中共鉴定出84个差异蛋白与有关；两者共有差异蛋白34个,其中上调18个,下调16个。GO (Gene Ontology)功能注释和Pathway代谢途径分析表明,CAP耐药C. jejuni中差异蛋白集中在细胞基质、膜、细胞器等细胞组分中,主要参与代谢、细胞过程和单一生物过程等生物过程,涉及的代谢通路包括代谢途径、次级代谢物的生物合成、氨基酸生物合成和ABC转运蛋白等。FFC耐药C. jejuni中差异蛋白集中在细胞基质、细胞器、细胞膜、和膜基质等细胞组分,主要参与细胞过程、单一生物过程、代谢和定植过程,涉及的代谢通路包括代谢途径、次级代谢物的生物合成、氨基酸生物合成、双组分系统和鞭毛组装等。 基于超高效液相色谱-飞行时间质谱(UHPLC-Q-TOF/MS)对C. jeuni敏感株和CAP, FFC耐药株进行了非靶向代谢组学分析。经主成分分析(PCA)和偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA),CAP耐药C. jejuni中共鉴定出41个差异代谢物,FFC耐药C. jejuni中共筛选出40个差异代谢物,两者共有差异代谢物27个。经KEGG代谢通路分析,发现甘油磷脂代谢、鞘磷脂代谢和脂肪酸代谢与CAP耐药相关,而甘油磷脂代谢、鞘氨酸代谢、色氨酸代谢等与FFC耐药相关。 综上所述,C. jejuni对酰胺醇类药物(CAP和FFC)耐药性的产生主要是与核糖体、鞭毛组装、ABC转运蛋白、趋化蛋白等途径有关。另外,甘油磷脂代谢途径在介导酰胺醇类药物耐药性过程中发挥重要作用。本研究表明多组学研究技术平台为揭示C. jejuni耐药机制提供新的角度,同时为进一步阐明酰胺醇类耐药C. jejuni的耐药机制,防止耐药性的产生和研制新的抗生素提供了科学依据。
【关键词】：空肠弯曲菌 酰胺醇类药物 耐药性 转录组学 蛋白质组学 代谢组学
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S852.61
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 图表目录11-13
• 缩略词13-15
• 第一章 绪论15-33
• 1.1 研究目的与意义15
• 1.2 国内外研究现状15-32
• 1.2.1 空肠弯曲菌概述15-17
• 1.2.2 空肠弯曲菌耐药现状17
• 1.2.3 空肠弯曲菌酰胺醇类耐药机制研究17-18
• 1.2.4 转录组学及其在细菌耐药性研究中的应用18-22
• 1.2.5 蛋白质组学及其在细菌耐药性研究中的应用22-25
• 1.2.6 代谢组学及其在细菌耐药性研究中的应用25-32
• 1.3 研究内容与方法32-33
• 第二章 酰胺醇类耐药空肠弯曲菌的链特异性转录组学研究33-63
• 2.1 材料与方法33-41
• 2.1.1 材料33-35
• 2.1.2 方法35-41
• 2.2 结果41-57
• 2.2.1 C.jejuni的最小抑菌浓度及靶位点突变41
• 2.2.2 C.jejuni总RNA样品制备41-42
• 2.2.3 C.jejuni总RNA样品质量分析42-44
• 2.2.4 测序产量及组装质量分析44
• 2.2.5 基因覆盖度、测序深度的分布(基因表达注释)44-45
• 2.2.6 基因差异表达分析45-47
• 2.2.7 GO功能显著性富集分析47-49
• 2.2.8 Pathway分析49-51
• 2.2.9 新转录本预测51-53
• 2.2.10 SNP分析53
• 2.2.11 sRNA分析53-57
• 2.3 讨论57-61
• 2.3.1 介导CAP和FFC耐药C.jejuni差异基因的筛选57-58
• 2.3.2 介导CAP和FFC耐药C.jejuni的DEGs功能分析58-61
• 2.3.3 sRNA分析61
• 2.4 小结61-63
• 第三章 基于SWATH-MS的酰胺醇类耐药空肠弯曲菌非标记定量蛋白质组学研究63-83
• 3.1 材料与方法63-67
• 3.1.1 材料63-65
• 3.1.2 方法65-67
• 3.2 结果与分析67-76
• 3.2.1 数据非依赖性采集评价方法的重现性67-68
• 3.2.2 nLC-MS运行和SWATH定量的重现性68-69
• 3.2.3 肽段的定量69-70
• 3.2.4 介导酰胺醇类耐药空肠弯曲菌的差异蛋白质70-73
• 3.2.5 GO功能分析73-75
• 3.2.6 Pathway分析75-76
• 3.3 讨论76-82
• 3.3.1 非标记定量技术(Label-free quantitation)的优势76-78
• 3.3.2 非标记定量分析的样品制备方法78-79
• 3.3.3 酰胺醇类耐药空肠弯曲菌差异蛋白的初步分析79-82
• 3.4 小结82-83
• 第四章 酰胺醇类耐药空肠弯曲菌的非靶向代谢组学分析83-115
• 4.1 材料与方法83-91
• 4.1.1 材料83-86
• 4.1.2 方法86-91
• 4.2 结果与分析91-110
• 4.2.1 样品淬灭方法优化91-92
• 4.2.2 样品提取方法优化92-93
• 4.2.3 C.jejuni耐药株与敏感株非靶向代谢组学分析93-110
• 4.3 讨论110-114
• 4.3.1 C.jejuni代谢组学样品前处理方法110-111
• 4.3.2 介导C.jejuni酰胺醇类耐药差异代谢物分析111-113
• 4.3.3 多组学综合分析113-114
• 4.4 小结114-115
• 第五章 结论115-116
• 创新点116-117
• 参考文献117-127
• 附录127-139
• 附录1 SWATH采集模式筛选的介导CAP耐药空肠弯曲菌的差异蛋白质127-134
• 附录2 SWATH采集模式筛选的介导FFC耐药空肠弯曲菌的差异蛋白质134-139
• 致谢139-141
• 作者简介141

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 潘炳旗;宋超;吉爱国;宋淑亮;;新型兽用广谱抗生素氟苯尼考研究现状[J];山东畜牧兽医;2007年05期

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5 钱小红;;定量蛋白质组学分析方法[J];色谱;2013年08期

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本文编号：296680