结核分枝杆菌GntR家族转录因子Rv1152在万古霉素耐受中的分子机理研究

发布时间：2019-03-23 21:07

【摘要】：结核病是由结核分枝杆菌感染导致的一种严重危害公共健康的慢性传染病,至今仍然是一种高传染性和高死亡率的疾病。目前结核病仍然是全球公共卫生的重大威胁。近年来随着耐多药结核菌(MDR)、广泛耐药结核菌(XDR)、全耐药结核菌(TDR)及与HIV共感染的出现,结核病的防治更加严峻,急需探索治疗结核病的新方法。基因表达调控对结核菌适应各种外界环境压力起着关键性作用,包括低氧、营养匮乏、抗生素压力、低PH及氮氧化压力等。GntR家族转录因子广泛存在于细菌基因组中,已经有2000个GntR家族转录因子成员在细菌和古细菌基因组中被发现。先前研究发现GntR转录因子通过变构效应调控细菌代谢、耐药和毒力等基因的表达。结核分枝杆菌中有7个编码GntR家族的基因。Rv0494是一个GntR家族蛋白,该蛋白参与结核分枝杆菌脂肪酸代谢。我们研究的Rv1152编码一个潜在的Gnt R家族蛋白。先前研究报道结核分枝杆菌Rv1152在饥饿环境下上调表达15倍,表明Rv1152可能与结核分枝杆菌持留和耐药相关。为了探究Rv1152在结核分枝杆菌持留和耐药中的作用,我们构建了能够表达Rv1152蛋白的重组耻垢分枝杆菌(MS_Rv1152)和空载重组耻垢分枝杆菌(MS_Vec)。通过亚细胞定位分析证明了Rv1152定位于耻垢分枝杆菌细胞质和细胞壁。我们发现MS_Rv1152在体外压力条件下对酸更敏感,而对SDS显著耐受。万古霉素属于糖肽类抗生素主要作用靶标位于细菌的细胞壁中,已有研究报道用不同浓度的万古霉素处理结核分枝杆菌后Rv1152表达上调,我们的结果证明MS_Rv1152对抗生素万古霉素非常耐受,这说明Rv1152可能通过调控某些耐药基因或压力耐受基因的表达而对外界压力以及抗生素具有耐受性。为了进一步探究Rv1152蛋白在万古霉素耐受中的机制,我们构建了结核分枝杆菌基因Rv1152在耻垢分枝杆菌中的同源基因MSMEG_5174缺失菌株(△MSMEG_5174)和回补菌株(△MSMEG_5174::Rv1152)。我们发现△MSMEG_5174突变菌株对万古霉素非常敏感,而回补菌株能够恢复原有的表型,这说明Rv152可能调控了参与万古霉素耐受的相关基因。先前研究报道万古霉素处理结核分枝杆菌后表达上调倍数较高同时又受到Rv1152调控的40个基因,通过半定量RT-PCR和荧光定量PCR检测了其中在耻垢分枝杆菌中具有同源基因的23个基因在重组菌MS_Rv1152和MS_Vec,以及△MSMEG_5174,WT和△MSMEG_5174::Rv1152中的表达情况。我们发现Rv1152蛋白抑制了与万古霉素相关的4个基因的表达,包括热激蛋白Hsp,硫酸腺苷酰转移酶CysD,L-赖氨酸-氨基转移酶Lat和跨膜蛋白水解酶HtpX。为了进一步探究这4个基因是否与万古霉素敏感相关,我们构建了4个结核分枝杆菌的基因以及其在耻垢分枝杆菌中的4个同源基因在耻垢分枝杆菌中的过表达菌株,用不同浓度万古霉素处理这些重组菌后,发现这些过表达菌株均对万古霉素有不同程度的敏感,尤其是Lat和HtpX基因过表达菌株。以上的研究结果表明Rv1152蛋白抑制了耻垢分枝杆菌万古霉素敏感基因的表达,从而促进耻垢分枝杆菌对万古霉素耐受。
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【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R378.911

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