生物发光鼠疫耶尔森氏菌质粒缺失株的构建及其感染小鼠的活体成像研究

发布时间：2019-08-28 19:54

【摘要】：鼠疫耶尔森氏菌（Yersinia pestis，以下简称鼠疫菌）是导致鼠疫爆发的病原体；其传染性强、病死率高，曾经导致数以亿计的人死亡，，造成人类历史上巨大的灾难。鼠疫菌在遗传水平上和O1:b血清型肠道致病性假结核耶尔森氏菌（Yersinia pseudotuberculosis，以下简称假结核菌）很近，但这两种病原体导致的疾病却截然不同。 布氏田鼠型201鼠疫菌体内有四个内源性质粒，分别为pPCP1、pMT1、pCD1和pCRY；目前有关质粒与鼠疫菌在宿主体内定居的关系很少有报道。第一部分中，我们构建了基于质粒luxCDABE发光的鼠疫菌Y. pestis201, Y. pestis201-pCD1+, Y. pestis201-pMT1+, Y. pestis201-pPCP1+, Y. pestis201-pCRY+, Y. pestis201-pˉ株和Y.pseudotuberculosis Pa36060菌株；运用生物发光成像系统研究在原发性败血症小鼠模型上鼠疫菌定居分布或清除规律；实验结果表明，以上菌株在尾静脉感染早期均可短暂定居在小鼠肝脏、脾脏部位；其中Y. pestis201-pMT1+菌在肝脏、脾脏及血液中定居或存活能力最强；Y. pestis201-pPCP1+在肺脏定居能力最强；而假结核Pa36060有较强的肠道和肺脏定居能力。小鼠毒力实验显示，与其他三株质粒缺失鼠疫菌相比，Y. pestis201-pMT1+毒力最强；实验组和对照组中，野生型Y. pestis201组毒力最强。以上结果表明，pMT1是败血症鼠疫模型中，与鼠疫菌在血液中存活及肝、脾定居最为密切相关的质粒；而质粒pPCP1与鼠疫菌在宿主肺脏定居有关。鼠疫菌在血液中免于被清除或杀死是导致动物最终死亡的至关重要的因素。 基于质粒构建的生物发光鼠疫菌由于其发光半衰期较短，无法长期观察质粒缺失对鼠疫菌在体内定居、分布的影响。因此我们利用Tn5转座系统成功构建出基于染色体的生物发光鼠疫菌、质粒缺失菌株和假结核菌；实验结果显示，无需外界压力下转座后宿主菌体内染色体中lux操纵子可以持续稳定表达；同样动物实验也表明，插入宿主菌染色体的lux基因不会影响其生长及毒力。进而我们将已构建基于染色体的生物发光菌Y. pestis201-pCD1+-lux、 Y. pestis201-pPCP1+-pCRY+-pMT1+-lux、Y. pestis201-pCD1+-pPCP1+-lux、Y.pestis201-pPCP1+-pCD1+-pCRY+-lux、 Y. pestis201-pPCP1+-pCD1+-pMT1+-lux和Y. pseudotuberculosis Pa3606-lux经尾根皮下途径感染小鼠建立腺鼠疫小鼠模型，通过活体动态学成像进行比较分析不同质粒缺失突变株在感染小鼠后的定居和移位情况；结果表明，pCD1质粒是腺鼠疫中决定鼠疫菌在宿主淋巴结存活及体内定居最为密切相关的因素之一；假结核菌体内虽然也存在pCD1质粒，在皮下感染早期假结核菌可以导致小鼠局部淋巴结肿大并可淋巴结内定居，但后期细菌逐渐被清除；说明假结核菌具有导致腺鼠疫发生的潜能，这可能与假结核菌体内的pCD1质粒随进化其序列发生变化有关。我们另外又发现，pPCP1质粒的存在促进了pCD1质粒在鼠疫菌皮下感染小鼠后体内定居移位的侵袭能力。
【图文】：

图 1-1 三次鼠疫大流行地域分布[4]Fig1-1 The region distribution of three times prevalence in world[4]中国历史上对鼠疫这一古老的自然疫源性疾病也有较早史如有“药王”之称的隋朝大医药家孙思邈所著的《千金方》巢元方所著《诸疫原候论》都提到“恶核”一症，其描述的症状实为现代意义上的腺鼠疫。清朝诗人师道南在《鼠死行“东死鼠，西死鼠，人见死鼠如见虎。鼠死不几日，人死如坼无人收，官租无人考”，详细描述了当时鼠疫流行的惨状情间鼠疫与人间鼠疫的相互关系。1860-1950 年间，我国共发生七次大规模的鼠疫流行，涉及 省市地区，其中仅东三省和内蒙东部地区的两次肺鼠疫流行（

事件呈明显上升趋势，因此鼠疫被列为“重新抬头5]。由于可以作为生物战剂或生物恐怖而具有潜在被人为的填上一层政治色彩，引起各国相关部门的菌病原学森氏菌属（Yersinia）中有 3 个种为致病菌，分别、假结核耶尔森氏菌（Y. pseudotuberculosis，以下小肠结肠炎耶尔森氏菌（Y. enterocolitica，简称小中鼠疫菌在遗传水平上和假结核菌很近，染色体杂以上，有研究表明，鼠疫菌是 1500~20000 年前由 耶尔森氏菌进化而来的[7-10]。
【学位授予单位】：广西医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R378

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本文编号：2530354