金葡的PJI体液适应性及小檗碱抗PJI的实验研究

发布时间：2020-03-30 22:53

【摘要】：目的:假体关节感染(prosthetic joint infection,PJI)是关节置换手术后的灾难性并发症。金黄色葡萄球菌是主要致病菌,且具有毒力强,易于形成生物膜,体内适应性强的特点。近年来耐甲氧西林金葡菌(MRSA)越来越常见,导致金葡菌所致PJI的防治难度更大。因此,亟需找到合适的金葡菌株作为工具菌,研究金葡PJI发病机制并探索新的抗菌物质,以实现临床上对PJI更有效的防治。方法:从PJI患者假体上分离得到一株临床金葡菌,确定MLST分型为ST1792,并进行了全基因组测序。从临床采集关节滑液,引流液与血浆,检测金葡菌ST1792在这三种体液中的生物膜成膜状况,并进行转录组测序研究。此外,从临床PJI病人分离18株金葡菌,检测盐酸小檗碱对这些菌株的抑菌效果,并对小檗碱处理下的ST1792进行转录组测序和生物信息学分析。结果:全基因组测序结果显示ST1792是一株基因组结构完整具有金葡菌主要基因特征的PJI来源工具菌。生物膜实验结果表明ST1792在关节滑液和血浆中的成膜高于对照组和引流液。测序结果表明关节滑液与血浆性质较接近,与引流液有明显差异。小檗碱对18株PJI来源金葡菌具有显著抑制作用,但对部分菌株低浓度小檗碱可促进生物膜形成。转录组测序结果提示小檗碱干扰了细菌DNA复制,细胞分裂与能量代谢过程。结论:ST1792在体外模拟PJI体液环境中具有明显的环境适应性,是金葡菌相关PJI研究的良好工具菌。小檗碱对PJI来源金葡菌具有良好的抑制作用并与菌株MLST分型相关,其作用可能是通过损伤DNA,干扰细胞分裂与能量代谢过程发挥抑菌作用。
【图文】：

数据过滤,基因组功能,信息分析,重复序列

图 1：信息分析流程图(1)数据过滤：原始下机数据过滤，得到高质量的 CleanData；(2)组装：使用: SOAPdenovo 软件对 Clean Data 进行组装，并依据 kme 频率、GC 含量、和基因组覆盖深度的分布情况对组装结果进行评价； (3)基因组功能元件预测，包括 a)重复序列分析，b)CRISPR 分析，c)Prophage, d）非编码 RNA 分析：包括 rRNA、tRNA (d)基因岛分析，，e)基因岛预测，f)插入序列预测，g）编码序列预测；(4) 编码序列功能分析，包括 NR、COG、KEGG、GO、Swiss-prot 数据库注释；(5)比较基因组学分析，包括 a)寻找 SNP 和 Indel，b) 核心基因组泛基因组分析，c) Ka/Ks 选择压力分析，d) 共线性分析，e)共线性分析，f) 系统发育分析；g) 基因组信息可视化Figure1: Bioinformatic analysis flow. 1) data filtration. 2) installation.3) functionelements prediction: a) repeated sequences analysis b) CRISPER analysis c) Prophaged) non-coding sequences prediction e) gene island prediction f) insertion sequencesprediction g) coding sequences prediction 4) coding sequences functional analysis 5)

分析结果图,金葡菌,基因功能,数据库

图 2. 金葡菌 ST1792 基于（A）GO 和（B）KEGG 数据库基因功能富集分析结果。Figure2. GO and KEGG enrichment analysis of S. aureus ST1792 genes.18
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R687.4

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