表皮葡萄球菌sarZ基因及hln基因对其生物膜形成及毒力的影响
本文选题:表皮葡萄球菌 切入点:生物膜 出处:《复旦大学》2008年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】: 表皮葡萄球菌是引起院内感染的主要致病菌之一,其致病性主要为在植入性医疗器材表面形成生物膜。生物膜是细菌黏附于有机或无机材料表面,合成分泌细胞外基质包被细菌所形成的细菌群体结构。生物膜的形成是细菌逃逸宿主免疫清除的主要机制,也是细菌体内播散感染的病灶。因此,对于表皮葡萄球菌生物膜形成分子机制的深入研究,将有助于提供防治表皮葡萄球菌感染的有效措施。我们通过观察生物膜表型的改变从生物膜阳性的表皮葡萄球菌标准菌株S.epidermidis1457的Tn917转座子随机插入突变库中筛选出三株生物膜阴性的突变菌株,经鉴定Tn917在各突变株中插入位点均为同一基因,sarZ。比较sarZ突变株与野生株S.epidermidis1457,发现sarZ突变株在体外生物膜形成能力降低,在生物膜形成的初始黏附阶段形成生物膜减少,在第二阶段合成细胞间黏附素(PIA)减少,在大鼠中央静脉感染模型和小鼠皮下置管感染模型中的致病性均降低。基因互补使突变株恢复野生株生物膜表型,说明在生物膜形成的两个阶段,sarZ基因促进生物膜的形成。利用基因芯片方法研究sarZ突变株基因表达谱,发现sarZ突变株中79个基因的表达水平较野生株S.epidermidis1457发生改变,包括转录水平下调的催化合成PIA的icaADBC和ica调控基因icaR及转录水平上调的毒力相关基因—溶血素基因hln和有机过氧化物抗性基因ohr,并且该结果经定量Real Time PCR证实。经表型分析,我们也的确观察到sarZ突变株耐受有机过氧化物的能力较野生株降低和较野生株明显的溶血。sarZ突变株及过表达hln基因菌株溶血活性较野生株S.epidermidis1457升高,说明Hln在表皮葡萄球菌中具有溶血功能并且其表达水平受SarZ调控。有趣的是,我们还观察到过表达hln基因菌株形成生物膜减少,初始黏附能力降低,说明hln基因在表皮葡萄球菌中还具有抑制生物膜形成的功能。因此,我们利用家蚕感染模型比较过表达hln菌株与野生株,但是尚未观察到两者有明显的毒力差异。 本研究揭示表皮葡萄球菌sarZ基因是其生物膜形成及毒力的重要的调控基因,并且可能通过不依赖IcaR的方式控制ica基因的表达,提示表皮葡萄球菌生物膜形成中存在新的以SarZ为调控蛋白的调控通路。我们也发现了表皮葡萄球菌一个新的溶血素Hln,菌株过表达hln抑制其生物膜形成,并且在对其研究中第一次在表皮葡萄球菌中使用了家蚕感染模型比较细菌毒力。另外,本文中对sarZ和hln基因的研究提示它们可能作为潜在的药物靶标用于防治表皮葡萄球菌感染。
[Abstract]:Staphylococcus epidermidis is one of the main pathogens causing nosocomial infection. The pathogenicity of Staphylococcus epidermidis is the formation of biofilm on the surface of implanted medical equipment. The formation of biofilm is the main mechanism of immune clearance of bacterial escape host, and is also the focus of bacterial disseminated infection in vivo. Further study on the molecular mechanism of biofilm formation in Staphylococcus epidermidis. By observing the phenotypic changes of biofilm, we screened the Tn917 transposon of S. epidermidis1457, a standard biofilm positive strain, into a random mutation library. Three biofilm-negative mutant strains, The insertion site of Tn917 in each mutant was identified as the same gene sarZ.Compared with the wild strain S.epidermidis1457, it was found that the ability of sarZ mutant to form biofilm in vitro was decreased, and the biofilm formation decreased during the initial adhesion stage of biofilm formation. In the second stage, the synthesis of intercellular adhesion (PIAA) was reduced, and the pathogenicity of PIAs was decreased in the model of central vein infection in rats and in the model of subcutaneous tube infection in mice. Gene complementation restored the biofilm phenotype of wild strain. The gene expression profile of sarZ mutant strain was studied by gene chip method. It was found that the expression level of 79 genes in sarZ mutant was different from that in wild strain S. epidermidis1457. The results were confirmed by quantitative Real Time PCR, including the down-regulated icaADBC and ica regulatory genes of PIA, icaR, and the virulence related genes hln and ohrl, which were up-regulated at transcription level, and the results were confirmed by quantitative Real Time PCR. We also observed that the ability of sarZ mutant to tolerate organic peroxide was lower than that of wild strain, and that the hemolytic activity of S.epidermidis1457 was higher than that of S.epidermidis1457, and the hemolytic activity of S.epidermidis1457 was higher than that of S.epidermidis1457. The results indicate that Hln has hemolytic function in Staphylococcus epidermidis and its expression level is regulated by SarZ. Interestingly, we also observed that the formation of biofilm and the decrease of initial adhesion ability of the strain with overexpression of hln gene were also observed. The results indicated that hln gene also inhibited biofilm formation in Staphylococcus epidermidis. Therefore, we compared the overexpression of hln with wild strains by using silkworm infection model, but no obvious virulence difference between them was observed. This study revealed that the sarZ gene of Staphylococcus epidermidis is an important regulatory gene for biofilm formation and virulence, and may control the expression of ica gene in a manner independent of IcaR. We also found a new hemolysin Hlnin in Staphylococcus epidermidis, which overexpressed hln to inhibit the biofilm formation of Staphylococcus epidermidis. For the first time in the study of Staphylococcus epidermidis, the silkworm infection model was used to compare the bacterial virulence. The study of sarZ and hln genes suggests that they may be used as potential drug targets for the prevention and treatment of Staphylococcus epidermidis infection.
【学位授予单位】:复旦大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:R378
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 欧元祝;朱于莉;陈洁敏;秦智强;江娟;杨晓梅;瞿涤;;表皮葡萄球菌AtlE蛋白介导生物膜起始黏附的相关机制[J];复旦学报(医学版);2006年05期
2 郜向娜;余加林;芦起;刘立婷;;四唑盐减低法结合激光共聚焦显微镜定量分析表皮葡萄球菌生物被膜体外模型[J];中国微生态学杂志;2010年12期
3 高山峨;范长胜;苑兴卉;梁国新;陶菊红;王海蛟;辛及娣;张青;;表皮葡萄球菌sigB基因调控生物膜合成的研究[J];复旦学报(自然科学版);2006年06期
4 江娟;孙景勇;欧元祝;秦智强;陈洁敏;瞿涤;;医源性表皮葡萄球菌ica操纵子转录水平对生物膜表型的影响[J];上海医学;2006年01期
5 龚凤云;刘丽娜;邢铭友;齐俊英;;表皮葡萄球菌耐药与生物膜的相关研究[J];中华医院感染学杂志;2011年01期
6 朱于莉;杨晓梅;李娜;江娟;陈洁敏;秦智强;李敏;吕元;魏武;瞿涤;;trap基因表达在表皮葡萄球菌生物膜形成及附属基因调节(agr)系统活化中的作用[J];复旦学报(医学版);2006年05期
7 梁国新;范长胜;王海蛟;高山峨;陶菊红;张青;;表皮葡萄球菌调控蛋白SarA的表达与特性研究[J];复旦学报(自然科学版);2005年06期
8 滕美君;大西邦治;;表皮葡萄球菌的生物膜形成及其相关基因的研究[J];大连大学学报;2007年03期
9 韩乾国;雷学忠;张磊;吕晓菊;俞汝佳;;抗菌药物影响表皮葡萄球菌生物膜相关hld基因转录调控研究[J];中华医院感染学杂志;2009年16期
10 余传霖;;葡萄球菌和生物膜[J];国外医学(微生物学分册);2004年01期
相关会议论文 前10条
1 刘源;杨燃;李继遥;周学东;;植物凝集素对口腔细菌凝集粘附和生物膜形成的作用[A];全国第八次牙体牙髓病学学术会议论文汇编[C];2011年
2 叶淼;赵芸;Matt Goering;Gary Eldridge;胡金锋;;大红钓钟柳抑制生物膜活性成分的研究[A];第七届全国天然有机化学学术研讨会论文集[C];2008年
3 隋森芳;;从分子到细胞——生物膜研究发展的动力[A];第七届全国生物膜学术讨论会论文摘要汇编[C];1999年
4 叶晓敏;陆春;;解脲脲原体生物膜与多重耐药[A];中华医学会第16次全国皮肤性病学术年会摘要集[C];2010年
5 殷雅俊;;生物膜纳米管网络中的力学[A];2008年全国生物流变学与生物力学学术会议论文摘要集[C];2008年
6 江文;杨继君;陈兴平;;白念珠菌生物膜的形成及其耐药机制的研究进展[A];湖北省暨武汉微生物学会真菌专业委员会2007年学术年会大会报告集[C];2007年
7 徐瑞宏;廖万清;;新生隐球菌生物膜动物模型构建及PMT4对生物膜的影响[A];2009全国中西医结合皮肤性病学术会议论文汇编[C];2009年
8 陈Oz;;生物膜与后基因组时代[A];后基因组时代的基因功能研究——青年科学家论坛第八十次活动论文集[C];2003年
9 董德明;花修艺;郑娜;费姗姗;李鱼;;自然水体生物膜各组分吸附铅镉时共存铅镉间影响研究[A];第二届全国环境化学学术报告会论文集[C];2004年
10 吴骏逸;陆维昌;陈邦林;;新型悬浮材料上的生物膜降解氮的研究[A];中国化学会第十届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2004年
相关重要报纸文章 前10条
1 记者 胡德荣;表皮葡萄球菌可成为人体皮肤“卫士”[N];健康报;2010年
2 记者 姜澎;表皮葡萄球菌能抑制炎症[N];文汇报;2010年
3 记者 孙琪;顶级专家聚蓉 研讨防治“生物膜”[N];四川日报;2011年
4 蒋冰冰 记者 王春;我学者发现表皮葡萄球菌能有效抑制皮肤伤口炎症[N];科技日报;2010年
5 岳阳;表皮葡萄球菌能有效抑制皮肤炎症[N];中国医药报;2010年
6 辽君;生物膜让“老慢支”久治不愈[N];卫生与生活报;2003年
7 田建军;生物膜为污水处理提供新模式[N];经济参考报;2004年
8 建轩;生物膜:污水处理新技术应用的先锋[N];中国房地产报;2004年
9 岭;解除细菌感染的武装[N];医药经济报;2002年
10 记者 毛黎;美科学家设计出硅半导体膜[N];科技日报;2007年
相关博士学位论文 前10条
1 李华林;表皮葡萄球菌细胞间粘附素基因功能及表达调控的研究[D];复旦大学;2004年
2 李敏;附属基因调节系统(agr)-Ⅰ型对表皮葡萄球菌生物膜形成调节关系的研究[D];复旦大学;2005年
3 刘倩;丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶Stk在表皮葡萄球菌生物膜形成中的作用及其机制研究[D];复旦大学;2011年
4 娄强;表皮葡萄球菌双组分信号转导系统SaeRS调控功能的研究[D];复旦大学;2010年
5 李双阳;生物膜的结构与性质关系的模拟研究[D];北京化工大学;2010年
6 秦智强;表皮葡萄球菌生物膜三维结构、相关形成机制及组氨酸激酶YycG小分子抑制物的研究[D];复旦大学;2007年
7 吴e,
本文编号:1642402
本文链接:https://www.wllwen.com/yixuelunwen/shiyanyixue/1642402.html