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肠炎沙门氏菌ssrAB、hilA、hilD基因缺失菌株的构建及其生物学特性
唐正露 曹堃 张丽 韩敏敏 罗聪玉 李郁
沙门氏菌(Salmonella)是一种重要的人畜共患病原菌,目前传统抗生素疗法在预防和治疗沙门氏菌病中效果不佳,而疫苗免疫对预防和治疗沙门氏菌感染更加安全有效,其中沙门氏菌基因工程减毒活疫苗抗原性良好、风险性较低,已成为预防沙门氏菌病的重要手段。沙门氏菌的致病作用与其毒力岛(Salmonella Pathogenicity Island,SPI)基因的表达密切相关,然而相关基因在沙门氏菌感染过程中的作用机制研究尚不深入,基因缺失菌株的生物学特性及其对小鼠致病力的研究也未见报道。本研究以肠炎沙门氏菌G9菌株为研究对象,通过构建基因缺失株并对其生物学特性进行研究,为沙门氏菌基因工程减毒活疫苗或载体的研制奠定了基础。
摘要
【背景】沙门氏菌(Salmonella)是重要的人畜共患病原菌,由于耐药菌株的不断出现,新型防治方法的研究迫在眉睫。
【目的】探究ssrAB、hilA、hilD基因对肠炎沙门氏菌致病作用的影响,筛选安全可靠的沙门氏菌减毒活疫苗或载体用菌株。
【方法】采用自杀性质粒介导的同源重组技术,分别构建ssrAB、hilA、hilD单基因缺失株(ΔssrAB、ΔhilA、ΔhilD)、双基因缺失株(ΔssrABhilA、ΔssrABhilD、ΔhilAhilD)和三基因缺失株(ΔssrABhilAhilD),并比较上述缺失菌株与亲本菌株间生物学特性的差异。
【结果】基因缺失后菌株的生长速率无显著变化(P>0.05);除ΔhilD生物膜形成能力最强外,其他基因缺失菌株生物膜形成能力变化不显著(P>0.05);ΔssrABhilAhilD和ΔssrABhilA的LD50值最高,ΔssrAB、ΔhilA、ΔhilD次之;亲本菌株引起的小鼠十二指肠的病变程度较所有缺失菌株明显严重;在所有缺失菌株中,ΔssrABhilAhilD对HeLa细胞的黏附力最低,ΔhilD在小鼠体内的定殖率最高;而机体分泌IL-1、IL-18、IFN-γ的能力与沙门氏菌ssrAB、hilA、hilD基因无显著相关性(P>0.05)。
【结论】构建的7株基因缺失株中,ΔssrAB、ΔhilA、ΔhilD、ΔssrABhilA和ΔssrABhilAhilD有致病力低、生长速率良好、能有效刺激细胞因子产生等特性,具备作为沙门氏菌减毒活疫苗或载体的潜质。
图1 各缺失菌株的PCR鉴定结果
Figure 1 PCR identification result of each deletion strain
图2 8株细菌的体外生长曲线
Figure 2 The growth curve of 8 strains in vitro
图3 8株细菌的生物膜形成能力
Figure 3 The biofilm formation ability of 8 strains
图4 小鼠十二指肠病理切片的显微观察结果(40×)
Figure 4 Microscopic observation results of murine duodenal pathological sections (40×)
图5 8株细菌在小鼠体内的定殖率
Figure 5 The colonization rate of 8 strains in mice
图6 8株细菌对HeLa细胞的黏附能力
Figure 6 The adhesion ability of 8 strains to HeLa cells
图7 亲本菌株和缺失菌株感染小鼠后血清中IL-1的变化
Figure 7 The IL-1 level of murine blood after challenged by parent strain and deleted strains
图8 亲本菌株和缺失菌株感染小鼠后血清中IL-18的变化
Figure 8 The IL-18 level of murine blood after challenged by parent strain and deleted strains
图9 亲本菌株和缺失菌株感染小鼠后血清中IFN-γ的变化
Figure 9 The IFN-γ level of murine blood after challenged by parent strain and deleted strains
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微生物学通报
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本期制作:赵彬涵
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