提高表达分选酶A的猪链球菌突变株的构建及初步评价

为了提高猪链球菌(Streptococcus suis,SS)05ZYH33菌株中分选酶A(Srt A)的表达量,本研究利用同源重组技术,将强启动子P_(eno)、Srt A基因与红霉素抗性基因融合并转化05ZYH33野生菌株(05ZYH33-WT),构建SS Srt A提高表达的突变株05ZYH33-srt A~e,并对05ZYH33-srt A~e突变株和05ZYH33-WT进行生长特性分析和Srt A蛋白的western blot检测;进一步构建SS Srt A基因缺失株05ZYH33-srt A~Δ作为对照,通过检测05ZYH33-WT、05ZYH33-srt A~e和05ZYH33-srt A~Δ菌株表面蛋白SSU05_0630的N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)的活性,初步评价Srt A的提高表达在SS表面蛋白锚定中的作用。Western blot结果显示,正确构建了SS Srt A提高表达的突变株05ZYH33-srt A~e,且该菌株的生长速度和05ZYH33-WT基本相同,但Srt A的表达量却提高了2.4倍。菌株表面蛋白SSU05_0630的NAG活性检测结果显示,05ZYH33-srt A~Δ菌株的NAG活性和本实验室前期构建的SSU05_0630基因缺失株ssu05_0630~Δ相同,检测不到SSU05_0630蛋白的NAG活性,表明SSU05_0630蛋白是Srt A的底物,通过Srt A锚定到SS的表面。05ZYH33-srt A~e和05ZYH33-WT菌株表面蛋白SSU05_0630的NAG活性无明显差异,即Srt A表达量的提高并没有提高SSU05_0630蛋白在SS表面的锚定量。本研究首次构建了提高SS Srt A表达量的突变株,并对Srt A表达量的提高是否对SS表面蛋白锚定产生影响进行了初步探究,为进一步研究Srt A表达量的提高对SS其他表面蛋白锚定量的影响,以及优化SS表面蛋白展示系统奠定了基础。     

猪链球菌2型srtA基因缺失菌株的构建及生物学特性

扩增了srtA基因的上、下游同源臂P1和P2及其全长序列,利用温度敏感型"自杀性"质粒pSET4s构建了重组质粒pSET4s-P1-P2,并将该质粒电转化入野生菌株SS2(SC21)中,通过抗生素和温度双重筛选,得到srtA基因缺失菌株,命名SC211.同时,将srtA基因定向插入穿梭质粒pAT18,构建穿梭质粒pAT18-srtA,并将该质粒电转入srtA基因缺失菌株SC211中,通过抗生素筛选,得到质粒介导的srtA基因互补菌株SC212.通过PCR、South-ern blotting等对缺失突变菌株和互补菌株进行了鉴定.对基因缺失突变菌株和回复菌株传代培养遗传稳定性试验结果显示,缺失突变菌株和互补菌株能够稳定遗传.比较了基因缺失突变菌株、互补菌株及野生菌株的生长特性、溶血活性、细胞粘附特性,结果表明,3个菌株的生长速度、溶血活性没有明显差异.基因缺失后SS2对Hep2细胞的粘附能力明显下降,只有野毒菌株的49%,互补菌株粘附能力几乎达到野毒菌株的水平,是野毒菌株的89%.CD1小鼠毒力试验结果显示,srtA基因缺失株SC211的LD_(50)(4.93×10~7)约为野毒菌株SC21的LD_(50)(8.21×10~6)的6倍,质粒介导的互补菌株SC212的LD_(50)(1.43×10~7)是野生菌株SC21的1.7倍,接近野毒菌株的水平,说明srtA基因缺失后SS2毒力显著下降.     

单增李斯特菌srtA基因缺失株的构建及srtA基因对其毒力的影响研究

为了研究srtA 基因对单增李斯特菌LM90SB2毒力的影响,本研究利用同源重组技术构建了LM90SB2 srtA 基因缺失株LM90SB2-ΔsrtA,比较分析了亲本株LM90SB2与缺失株LM90SB2-ΔsrtA对MBMEC、HBMEC、RAW264.7、SIEC 4种细胞系的粘附、侵袭、胞内增值能力及LM90SB2和LM90SB2-ΔsrtA 感染小鼠后,小鼠的LD50及肝脏、脾脏、脑载菌量变化差异。结果显示,本研究成功构建了srtA 基因缺失株;与亲本株LM90SB2比较,缺失株LM90SB2-ΔsrtA 对RAW264.7和SIEC的粘附率、侵袭率及胞内细菌数量均下降,且差异具有显著统计学意义(p <0.05);小鼠 LD50降低了21.38倍,肝脏、脾脏载菌量降低,差异具有显著统计学意义(p <0.05)。本研究结果表明,srtA 基因对单增李斯特菌LM90SB2的毒力具有关键作用,参与粘附、侵袭BMEC,该研究结果为进一步阐明单增李斯特菌毒力因子的致病机制提供理论依据。     

猪链球菌2型调控因子Rex缺失株的构建及其致病性鉴定

为鉴定猪链球菌2型强毒株SS2-1调控因子Rex基因的缺失对细菌毒力的影响,本研究利用同源重组方法构建猪链球菌Rex缺失株,命名为SS2-1△Rex,并通过缺失株的生物学特性及其小鼠致病性试验进行鉴定。结果显示亲本株、缺失株及互补株在溶血能力、增殖特性和革兰染色形态无显著差异;在对小鼠致病性试验中,接种SS2-1组小鼠死亡率为87.5%,而SS2-1△Rex组死亡率为12.5%,SS2-1△Rex/p Rex对小鼠的毒力有所恢复,死亡率为50%;Log-Rank(Mantel-Cox)对数秩检验分析结果显示亲本株和缺失株对小鼠致病性存在显著差异。本研究结果表明调节因子Rex是猪链球菌2型的毒力相关因子。本实验为深入研究Rex调控毒力因子的转录和表达及其具体的机制奠定了实验基础。     

猪链球菌2型溶血素基因缺失株构建及其生物学特性分析

猪链球菌溶血素(SLY)是较早确定的猪链球菌毒力因子之一,具有细胞毒性,在猪链球菌致病过程中发挥重要作用。利用同源重组技术成功构建了猪链球菌2型(SS2)sly基因缺失的突变株SS2-Δsly,缺失株的体外溶血活性消失,对小鼠脑血管内皮细胞的细胞毒性显著低于亲本菌株(P<0.01),但不影响猪链球菌2型在巨噬细胞中的存活。该菌株可以用于研究SS2溶血素在感染细胞中的作用机制。     

猪链球菌2型05ZYH33菌株具有N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性蛋白的鉴定及功能研究

为了研究猪链球菌2型(SS2)05ZYH33菌株是否具有N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)及同工酶,本研究通过同源蛋白比对,发现05ZYH33菌株表面蛋白SSU050630 C端Ss GH20结构域与肺炎链球菌(S.pneumoniae)的NAG Str H的GH20-1结构域具有60%的同源性;经基因克隆、蛋白表达及纯化后的酶活性分析表明Ss GH20具有NAG活性,且其活力为371 U/mg蛋白;其最适反应温度为50℃、最适p H为5.5;其Km值为0.69。通过构建SS2 ssu050630基因缺失株及全菌酶活性测定,显示SS2 05ZYH33菌株具有NAG活性,而ssu050630基因缺失后的菌株则失去了NAG活性,表明SSU050630是SS2 05ZYH33菌株唯一具有NAG活性的蛋白。本研究为进一步探究Ss GH20在SS2致病中的作用及SS2逃避宿主免疫反应的机制奠定了基础。     

抑制性消减杂交技术分析猪链球菌2型毒力相关基因

以猪链球菌2型四川分离强毒株458#为检测子,国际参考无毒菌株1330#为驱动子,用抑制性消减杂交方法寻找其基因组水平的差异.采用3种不同的限制性内切酶分别酶切458#与1330#基因组获得3套酶切片段,经消减杂交后构建猪链球菌2型强毒株458#特异DNA的差异文库,并对差异序列进行比较分析.结果表明,试验获得了3套差异文库共计42个特异性差异片段,所有差异片段均与已发表的猪链球菌2型05ZYH33株全基因组序列高度同源.构建了具有代表性的猪链球菌2型强毒株与国际无毒参考菌株基因组差异DNA文库,差异片段通过Blast比对,部分差异片段与已知功能基因如转座子,耐药基因、1型限制酶修饰系统、表面蛋白和毒力相关蛋白等有同源性,尚有许多差异片段属于未知功能蛋白或假定蛋白,其中可能包括与猪链球菌2型毒力相关的基因,为进一步分析猪链球菌2型可能的毒力相关基因奠定了基础.     

猪链球菌2型新毒力相关基因lin缺失菌株的构建

利用温度敏感型穿梭自杀质粒pSET4s,定点敲除猪链球菌2型野生型强毒株ZY458的lin基因,构建基因缺失突变菌株458△lin,利用家兔感染模型对ZY458及其突变菌株的生物学特性进行比较研究.家兔感染试验表明,接种ZY458菌株的家兔体质量下降,出现明显的临床症状,5只家兔4 d内全部死亡;而458△lin感染组家兔生长正常,未出现任何明显临床症状.结果表明,lin基因是猪链球菌2型新发现的一种毒力相关基因,在猪链球菌2型的致病过程中具有重要作用.     

猪链球菌2型新型毒力调控因子RfeA的研究

猪链球菌(Streptococcus suis,SS)是一种重要的人畜共患病原菌,在33个血清型中,2型(SS2)毒力最强、分布最广,但其具体的致病机理尚不完全清楚。前期的比较基因组学研究表明,RTX family exoprotein A gene(rfe A)只存在于强毒菌株中,基因生物信息学分析发现rfe A与epf-like位于同一操纵子上,且与传统毒力因子ef邻近,PCR方法检测表明rfe A在猪链球菌2型中分布广泛。为了研究rfe A的致病机制,利用同源重组构建了rfe A的基因缺失株Δrfe A和互补株CΔrfe A,并通过斑马鱼模型对缺失株、互补株和野生株的毒力进行评估,发现缺失株毒力增强,表明rfe A可能是SS2的一个新调控因子,或者可能影响其他调控因子。     

猪链球菌2型Ⅲ型溶血素的研究

为了探讨猪链球菌2型(Streptococcus suis serotype 2,SS2)的Ⅲ型溶血素是否具有溶血活性以及Ⅲ型溶血素在SS2致病过程中的作用,本研究利用同源重组基因敲除法成功构建了SS205ZY的Ⅲ型溶血素(slyrp)基因缺失突变菌株△slyrp及双基因缺失突变菌株△sly/△slyrp,并比较了野生菌株和基因缺失突变菌株的溶血能力以及对小鼠的致病力.结果表明,slyrp基因敲除后可导致SS2裂解红细胞的能力有所下降,而双基因缺失突变菌株△sly/△slyrp的溶血能力完全丧失;slyrp基因敲除后对小鼠的致病力没有影响.结果提示猪链球菌2型Ⅲ型溶血素具有一定的溶血能力,该Ⅲ型溶血素在SS2感染过程中,对溶血素(sly)起协同作用,不是SS2主要的毒力相关基因.     

利用信息肽诱导和Cre/LoxP系统构建猪链球菌基因缺失株

为建立一种高效的猪链球菌(Streptococcus suis)基因缺失方法,本研究利用信息肽诱导DNA片段转化和Cre/LoxP系统去除抗性基因这两种技术,通过在S.suis 05ZYH33的ssu05_1921基因上、下游片段和壮观霉素抗性基因(spc)片段之间引入LoxP位点,采用信息肽GE9诱导构建的DNA片段转化S.suis并发生重组,经抗性筛选快速获得spc替代ssu05_1921基因的缺失株;进一步引入pSET6s/P_tufA-cre质粒表达Cre重组酶作用于LoxP位点,去除spc基因,产生无痕ssu05_1921基因缺失株,经测序和RT-PCR验证缺失正确。本研究建立的该方法简单、快捷、阳性率高,为构建S.suis基因缺失株、研究S.suis致病机制提供了新的选择。     

肠炎沙门菌sufB基因缺失株的构建及其相关生物学特性研究

为了解铁硫簇蛋白对肠炎沙门菌致病作用的影响,本研究利用λ-Red同源重组系统构建了肠炎沙门菌(C50336) suf B基因缺失突变株(C50336Δsuf B),并对其生物学特性进行分析,探究Suf B蛋白在肠炎沙门菌致病过程中的作用。结果显示,缺失株C50336Δsuf B与野生型菌株和回复菌株相比,其生长速度、生化特性无明显差异,但其对酸性应激、H2O2处理和高渗环境的适应能力显著下降,在血清中存活率明显降低。动物实验结果显示,suf B基因缺失突变株的毒力和体内存活能力均严重下降。本研究证实suf B基因与肠炎沙门菌毒力密切相关,为进一步阐释肠炎沙门菌感染致病机制奠定基础。     

肠炎沙门菌C50336ZinT基因缺失株构建及其相关生物学特性

为研究锌调控蛋白ZinT在肠炎沙门菌致病中的作用,本试验利用λ-Red同源重组系统构建了肠炎沙门菌(C50336)ZinT基因缺失突变株(C50336ΔZinT),并对其生物学特性进行分析。结果显示,与野生型菌株和回复菌株相比,缺失株C50336ΔZinT在LB培养基中生长速度无明显差异,生化特性亦无明显变化,但其在Minimal培养基中生长明显变慢。此外缺失株C50336ΔZinT对H_2O_2处理和高渗环境的适应能力显著下降,但在巨噬细胞内的存活率无明显降低。动物试验表明,ZinT基因缺失突变株的毒力和野生型菌株相比仅有轻微下降。本试验探讨了ZinT与肠炎沙门菌锌摄取和毒力间的联系,为进一步阐释肠炎沙门菌感染致病机制奠定基础。     

猪群链球菌携带情况和关节病分离株毒力基因分析

根据链球菌保守基因EF-Tu设计引物,从120份30~60日龄健康仔猪鼻拭子分离到11株链球菌,分离率为9.2%(11/120);从72份发生关节病的病猪关节液,分离到6株链球菌,分离率为8.3%(6/72)。为了解分离的链球菌毒力基因分布情况,根据猪链球菌(streptococcus suis,SS)保守基因(GDH)、猪链球菌2型(Streptococcus suis type 2,SS2)特异性基因(CPS2J)以及猪链球菌主要毒力基因溶菌酶释放蛋白(MRP)、毒力相关基因ORF2、甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因(GAPDH),设计并合成5对引物进行毒力基因检测,提取扩增产物测序,并对序列进行比对分析。毒力基因检测结果显示,11株鼻拭子分离株有1株毒力因子分布为CPS2J+,鉴定为SS2,不包含其它毒力基因;猪关节液分离的链球菌,有2株SS2和1株SS,2株SS2的毒力基因分布为GDH+/CPS2J+/MRP+/ORF2+/GAPDH+,属于强毒株,1株SS毒力基因为GDH+。2株SS2毒力基因测序结果显示,CPS2J、MRP基因未见变异,提示其高度保守,ORF2、GDH、GAPDH基因存在碱基点突变,但突变对结构无影响,与参考菌株同源性较高。     

粪肠球菌ace基因缺失突变株的构建

本研究旨在构建粪肠球菌胶原蛋白黏附素基因(ace)缺失突变株,为进一步探讨该基因编码的毒力因子Ace的功能奠定基础。利用pK18mobSacB质粒作为基因敲除载体,构建粪肠球菌ace基因重组自杀质粒pK001,通过体内同源重组筛选成功敲除ace基因的突变株,然后对突变株细菌黏附体外培养猪肠上皮细胞IPEC-J2及其细菌生物被膜形成的情况进行了检测。结果显示,同源重组后,经过卡那霉素抗性筛选、PCR及Southern blot鉴定,成功获得了ace基因缺失突变株肠球菌△ace。细菌生长曲线测定试验表明,ace基因敲除对细菌的生长繁殖并无明显影响,但体外生物被膜测定试验显示基因缺失突变株肠球菌△ace的生物被膜形成能力有所降低。本研究证实了毒力因子Ace对猪源粪肠球菌与宿主黏附的重要作用,该基因缺失突变株的构建为进一步的理论研究和疫苗研发奠定基础。     

猪链球菌2型SstF蛋白对杆菌肽耐药性及毒力的影响

为了探究猪链球菌2型ZY05719中ATP结合蛋白SstF对杆菌肽耐药性及毒力的作用,利用同源重组方法构建了基因缺失株ΔSstF,并检测其生物学特性、杆菌肽耐药性及致病性。结果显示:通过荧光定量PCR发现,在添加杆菌肽的培养基中sstF基因出现高转录水平,是无杆菌肽培养时的37倍(P=0.000 5);最小抑菌浓度试验显示,与野生株相比,ΔSstF对杆菌肽的耐药性下降了4倍;动物试验发现ΔSstF对BALB/c小鼠和斑马鱼的毒力明显降低,LD50分别是野生株的2.67倍和10倍;细胞黏附试验表明ΔSstF对HEp-2细胞的黏附水平为野生株的65%(P=0.0021)。结果表明:SstF蛋白介导猪链球菌对杆菌肽的耐受,且为猪链球菌的毒力因子,促进细菌对宿主的致病性。     

potA基因缺失对猪链球菌2型生物学特性及致病性影响的研究

为了探究potA基因对猪链球菌2型(SS2)生物学特性和致病性的影响,本研究利用同源重组系统构建potA基因缺失突变株(△potA),并经PCR和western blot鉴定.采用显微镜观察、生长曲线测定和平板计数等方法比较△potA和野生SC-19菌株的细胞形态和生长速率.结果显示,相比于SC-19菌株,△potA菌...     

分泌型核酸酶SsnA介导猪链球菌2型逃避中性粒细胞胞外陷阱捕杀的研究

为了研究猪链球菌分泌型核酸酶SsnA能否介导猪链球菌2型逃避中性粒细胞胞外陷阱(NETs)的捕杀,试验通过构建猪链球菌2型(SS2)菌株的ssn A基因缺失突变株和回复株,比较三者在体外降解DNA的效率、降解NETs的能力及对NETs杀菌效率的影响。结果表明:ssn A基因缺失后的SS2不能在体外降解DNA及经PMA刺激诱导形成的NETs,同时降低了NETs对于SS2的捕杀作用。说明SS2能够通过胞外核酸酶SsnA来降解NETs的DNA骨架,从而逃避NETs的捕获作用而存活。     

猪链球菌2型前噬菌体基因的检测及其与毒力基因分布的关系

为了探究猪链球菌(Streptococcus suis,SS)2型菌株中前噬菌体基因与毒力因子分布的关系,利用生物信息学方法预测了19株已全基因测序的SS2中的前噬菌体基因分布,并设计前噬菌体保守基因引物2对,通过PCR检测前噬菌体在101株SS2菌株中的分布,并与毒力因子分布进行比较。结果表明,已全基因测序的猪链球菌2型菌株中,弱毒株含有比强毒株更多的前噬菌体片段。PCR检测显示,14株4种代表性毒力因子(sbp2',mrp,ef,sly)为阴性的菌株中均含有前噬菌体解旋酶基因和末端酶基因,而86株不完全含有这4种代表性毒力因子的菌株中不含有上述前噬菌体基因,说明猪链球菌2型菌株中毒力因子分布与前噬菌体基因分布无明显相关性。     

鸡致病性大肠杆菌fimC基因缺失菌株的构建及生物学特性鉴定

本研究目的是研究fimC基因的功能。基于致病性大肠杆菌（APEC）Ⅰ型菌毛fimC基因的已知序列,通过PCR扩增了缺失169 bp的fimC基因片段,将其克隆到自杀载体pCVD442中,通过接合性转导将重组自杀性质粒pCVD442∷△fimC从大肠杆菌SM10λpir转到O2（Nal^R）中。根据同源重组原理构建了fimC基因缺失突变菌株O2（△fimC）。结合PCR扩增、测序结果及透射电镜观察,证明正确构建了fimC基因缺失突变株O2（△fimC）。体外生长及生化反应试验中,O2（△fimC）与亲本株存在一定差异。药敏试验中,两者无明显区别。鸡气管黏膜黏附试验及雏鸡的致病性试验表明：突变株在鸡气管黏膜上的黏附能力是亲本株的1/50,对雏鸡的致病性亦明显下降。鸡致病性大肠杆菌Ⅰ型菌毛fimC基因缺失突变株的构建为深入探讨fimC基因在鸡大肠杆菌致病过程中所起的作用、Ⅰ型菌毛与机体相互作用的分子机制及fimC基因缺失突变株其他生物学特性的研究奠定了物质基础。