金黄色葡萄球菌Al-2群体感应以icaR依赖的方式减弱生物膜形成
发布时间：2021-04-01 01:48
金黄色葡萄球菌（金葡菌）是引起人类生物膜（Biofilm）感染的重要病原体。自诱导物2（Autoinducer2, AI-2）是一种负责细菌种间交流的信号分子,在革兰氏阳性和革兰氏阴性菌的群体感应（Quorum-sensing, QS）中均起着重要的调控作用,但是它在金葡菌生物膜形成中所扮演的精确角色还不清楚。本文证明了在静止、流动、厌氧和体内小鼠模型中,金葡菌RN6390B中AI-2合成酶基因luxS缺失导致生物膜形成增强,通过在luxS缺失株（ΔluxS）中外源添加化学合成的AI-2前体,可以恢复其成为野生型的生物膜表型。实时定量反转录PCR分析表明,AI-2激活了ica操纵子的一个抑制子icaR的转录,导致icaA的转录水平下降,这有可能是金葡菌中luxS缺失影响生物膜形成的主要原因。另外,我们利用AluxS,RN6911和Δagr AluxS菌株,比较了agr介导的QS系统和LuxS/AI-2QS系统在金葡菌中调节生物膜形成的关系。数据显示,agr介导的QS系统和LuxS/AI-2QS系统在金葡菌生物膜形成过程中的调控作用呈现累加效应。这些发现证明,AI-2通过一个激活icaR...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
目录
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 金黄色葡萄球菌生理特性及致病机制
1.2.1 金黄色葡萄球菌的典型性质
1.2.2 金黄色葡萄球菌感染
1.2.3 毒力因子
1.2.4 小菌落变异体
1.2.5 毒力相关的基因调控
1.2.6 金黄色葡萄球菌基因组结构
1.2.7 甲氧西林抗性金黄色葡萄球菌株
1.3 生物膜的本质及特点
1.3.1 EPS和生物膜结构
1.3.2 生物膜基质主要成分
1.4 群体感应信号系统调控生物膜形成
1.4.1 群体感应信号系统
1.4.2 群体感应信号系统对革兰氏阳性细菌生物膜形成的调控
1.5 金黄色葡萄球菌的生物膜
1.5.1 金黄色葡萄球菌生物膜的模式
1.5.2 金黄色葡萄球菌生物膜形成的调控机制
1.6 金黄色葡萄球菌生物膜所致的疾病
1.7 宿主如何响应金黄色葡萄球菌生物膜感染
1.8 治疗和预防金黄色葡萄球菌生物膜感染
1.8.1 抗生素治疗
1.8.2 抗菌剂直接作用于感染部位治疗
1.8.3 疫苗
第2章 实验材料和方法
2.1 菌株与培养条件
2.1.1 菌株
2.1.2 培养基和染料
2.2 分子克隆操作
2.3 基因突变株构建
2.3.1 金葡菌感受态的制备（100ml）
2.3.2 luxS基因敲除株的构建
2.3.3 αgr和luxS双基因敲除株的构建
2.4 回补菌株构建
2.4.1 质粒回补
2.4.2 外源添加化学合成的AI-2回补
2.5 荧光菌株的构建
2.6 厌氧条件下的操作
2.6.1 厌氧培养基的准备
2.6.2 厌氧操作站的使用
2.7 生长曲线的测定
2.7.1 有氧条件下生长曲线测定
2.7.2 厌氧条件下生长曲线测定
2.8 生物膜的形成
2.8.1 有氧静止条件下成膜
2.8.2 厌氧静止条件下成膜
2.8.3 流动相flow cell成膜
2.8.4 体内导管模型中成膜
2.10 扫描电子显微镜
2.11 RNA的分离纯化
2.13 实时定量反转录PCR
2.14 Triton X-100诱导的细胞自溶检测
2.15 伦理学声明
2.16 统计学分析
第3章 实验结果
3.1 生物信息学分析luxS基因在细菌中的保守性
3.2 金葡菌RN6390B中的LuxS
3.3 luxS基因敲除
3.4 AI-2以浓度依赖的形式抑制静止状态生物膜的形成
3.5 AI-2抑制flow cell中生物膜的形成
3.6 突变luxS基因导致体内生物膜形成增强
3.7 AI-2抑制了icaA的转录水平
3.8 AI-2激活了icaR的转录水平
3.9 AI-2并不影响其他icaA调控子的转录水平
3.10 AI-2抑制了厌氧条件下生物膜的形成和icaA的转录水平
3.11 luxS突变株自溶速度减慢
3.12 SH1000金葡菌株中luxS突变后不影响生物膜形成
3.13 luxS缺失对细胞壁相关蛋白的表达没有显著影响
3.14 LuxS/AI-2 QS系统和agr介导的QS系统在生物膜调控中起到了累加的效应
3.14.1 激光共聚显微镜观测flow cell系统中生物膜形成的差异
3.14.2 厌氧条件下静止状态生物膜形成的差异
3.14.3 扫描电镜观测flow cell系统中的生物膜形成的差异
3.14.4 厌氧瓶中生物膜形成的差异
第4章 讨论
4.1 关于本文实验结果可参考性的讨论
4.2 关于体内AI-2回补的问题的讨论
4.3 关于本文实验结果与之前研究结果差别的讨论
4.4 关于AI-2影响icaR作用机制的讨论
4.5 关于AI-2在多种菌群生物膜形成中作用的讨论
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
本文编号：3112461
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
目录
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 金黄色葡萄球菌生理特性及致病机制
1.2.1 金黄色葡萄球菌的典型性质
1.2.2 金黄色葡萄球菌感染
1.2.3 毒力因子
1.2.4 小菌落变异体
1.2.5 毒力相关的基因调控
1.2.6 金黄色葡萄球菌基因组结构
1.2.7 甲氧西林抗性金黄色葡萄球菌株
1.3 生物膜的本质及特点
1.3.1 EPS和生物膜结构
1.3.2 生物膜基质主要成分
1.4 群体感应信号系统调控生物膜形成
1.4.1 群体感应信号系统
1.4.2 群体感应信号系统对革兰氏阳性细菌生物膜形成的调控
1.5 金黄色葡萄球菌的生物膜
1.5.1 金黄色葡萄球菌生物膜的模式
1.5.2 金黄色葡萄球菌生物膜形成的调控机制
1.6 金黄色葡萄球菌生物膜所致的疾病
1.7 宿主如何响应金黄色葡萄球菌生物膜感染
1.8 治疗和预防金黄色葡萄球菌生物膜感染
1.8.1 抗生素治疗
1.8.2 抗菌剂直接作用于感染部位治疗
1.8.3 疫苗
第2章 实验材料和方法
2.1 菌株与培养条件
2.1.1 菌株
2.1.2 培养基和染料
2.2 分子克隆操作
2.3 基因突变株构建
2.3.1 金葡菌感受态的制备（100ml）
2.3.2 luxS基因敲除株的构建
2.3.3 αgr和luxS双基因敲除株的构建
2.4 回补菌株构建
2.4.1 质粒回补
2.4.2 外源添加化学合成的AI-2回补
2.5 荧光菌株的构建
2.6 厌氧条件下的操作
2.6.1 厌氧培养基的准备
2.6.2 厌氧操作站的使用
2.7 生长曲线的测定
2.7.1 有氧条件下生长曲线测定
2.7.2 厌氧条件下生长曲线测定
2.8 生物膜的形成
2.8.1 有氧静止条件下成膜
2.8.2 厌氧静止条件下成膜
2.8.3 流动相flow cell成膜
2.8.4 体内导管模型中成膜
2.10 扫描电子显微镜
2.11 RNA的分离纯化
2.13 实时定量反转录PCR
2.14 Triton X-100诱导的细胞自溶检测
2.15 伦理学声明
2.16 统计学分析
第3章 实验结果
3.1 生物信息学分析luxS基因在细菌中的保守性
3.2 金葡菌RN6390B中的LuxS
3.3 luxS基因敲除
3.4 AI-2以浓度依赖的形式抑制静止状态生物膜的形成
3.5 AI-2抑制flow cell中生物膜的形成
3.6 突变luxS基因导致体内生物膜形成增强
3.7 AI-2抑制了icaA的转录水平
3.8 AI-2激活了icaR的转录水平
3.9 AI-2并不影响其他icaA调控子的转录水平
3.10 AI-2抑制了厌氧条件下生物膜的形成和icaA的转录水平
3.11 luxS突变株自溶速度减慢
3.12 SH1000金葡菌株中luxS突变后不影响生物膜形成
3.13 luxS缺失对细胞壁相关蛋白的表达没有显著影响
3.14 LuxS/AI-2 QS系统和agr介导的QS系统在生物膜调控中起到了累加的效应
3.14.1 激光共聚显微镜观测flow cell系统中生物膜形成的差异
3.14.2 厌氧条件下静止状态生物膜形成的差异
3.14.3 扫描电镜观测flow cell系统中的生物膜形成的差异
3.14.4 厌氧瓶中生物膜形成的差异
第4章 讨论
4.1 关于本文实验结果可参考性的讨论
4.2 关于体内AI-2回补的问题的讨论
4.3 关于本文实验结果与之前研究结果差别的讨论
4.4 关于AI-2影响icaR作用机制的讨论
4.5 关于AI-2在多种菌群生物膜形成中作用的讨论
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
本文编号：3112461
本文链接：https://www.wllwen.com/yixuelunwen/shiyanyixue/3112461.html
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