维氏气单胞菌胞外产物蛋白分析及hisJ基因功能的初步研究

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维氏气单胞菌(Aeromonas veronii)是一种人-兽-水生动物共患病原菌;具有广泛的致病性;鱼类感染 A.veronii 后常表现出溃疡和败血症;严重可引起死亡;同时人感染A.veronii也会产生腹泻和胃肠炎等症状。胞外产物(Extracellular products;ECPs)是细菌在生长、繁殖过程中不断向外环境释放的代谢产物;它们可以入侵宿主机体;并在宿主体内繁殖扩散;抵抗宿主免疫因子正常工作;进而达到损坏宿主免疫机制;引起宿主发病;严重甚至引发死亡;这些胞外产物主要包括胞外酶、外毒素和肠毒素等;它们对于病原菌的毒力强弱具有重要的作用。近年来;关于A.veronii的报道逐年增多;研究发现;A.veronii具有较强的致病力;但对其致病机理的研究较少。目前国内外研究发现;大多数A.veronii中的胞外产物均可使水生动物感染死亡;但具体是胞外产物中哪种蛋白起到致病作用目前尚不清楚;因此;深入研究 A.veronii 胞外产物中蛋白质与致病力的关系将为进一步阐明A.veronii致病机制提供依据。  本研究成功提取了黄颡鱼源A.veronii TH0426 的胞外产物;并通过液相质谱与串联质谱相结合的方法(LC-MSMS)测定其胞外产物蛋白成分;结果表明;黄颡鱼源 A.veronii TH0426的胞外产物中含有167种蛋白;此外;本试验以同样的方法提取并测定了其余五种不同源 A.veronii 胞外产物的蛋白成分;比较发现;AV161(乌鳢源)胞外产物中含有118种蛋白;CVCC3700(狐狸源)胞外产物中含有395种蛋白;ATCC35624(人源)胞外产物中含有189种蛋白;QXF0711B(青虾源)胞外产物中含有90种蛋白;CC-8155(草鱼源)胞外产物中含有197种蛋白。另外;将五种不同源A.veronii的胞外产物与黄颡鱼源TH0426进行比较发现;六种菌共有的蛋白为周质结合蛋白;编码基因为hisJ。在对A.veronii TH0426胞外产物的分泌蛋白进行GO分析发现;其分泌蛋白可参与872个生物学过程;差异显著的有 150 个(P<0.05);主要参与氨基酸分解和生物合成过程;参与 454 个分子功能;差异显著的有92个(P<0.05);主要包括转运蛋白、催化蛋白和周知结合蛋白等。  为了探究hisJ基因的功能;本试验通过同源重组的方法利用pRE112自杀性质粒成功构建了缺失株△hisJ;并以 pBBR1-MCS、pACYC-184 两种表达质粒分别成功构建了互补株C-hisJ(pACYC)和C-hisJ(pBBR);经PCR检测发现;三株菌均可稳定遗传40代以上。此外;本试验通过qRT-PCR发现;互补株C-hisJ(pBBR)中hisJ基因表达量高于互补株 C-hisJ(pACYC);因此本试验在生物学特性分析中;我们选择互补株 C-hisJ (pBBR)进行后续试验。  生物学特性分析结果显示;hisJ基因缺失后;细菌生长形态、溶血活性和游动能力无明显变化;但缺失株细菌的泳动能力和生物被膜形成能力明显减弱;通过鞭毛染色和透射电镜观察发现;缺失 hisJ 基因后;鞭毛极易脱落。此外;与野生株相比;缺失株对 EPC的黏附能力下降了10倍;对EPC细胞的毒力也明显减弱;经动物回归感染斑马鱼和小鼠的致病试验发现;缺失株中斑马鱼的LD50升高了865倍;差异极显著(p<0.001);毒力下降;小鼠的LD50也升高了2.8倍;毒力下降;表明缺失株对斑马鱼和小鼠的致病力均显著减弱。在人工感染鲫鱼后计算各组织细菌含量的试验中;与野生株TH0426组相比;缺失hisJ基因后;鲫鱼心、肝、脾、肾细菌含量明显降低;致病力明显减弱。  综上所述;本试验通过 LC-MSMS 的方法分析了六种不同源 A.veronii 胞外产物中蛋白的种类;在以黄颡鱼源 A.veronii TH0426 的胞外产物中蛋白为对照发现;六种不同源A.veronii的胞外产物中共有蛋白仅1种;其编码基因为hisJ;通过对A.veronii TH0426株hisJ基因的缺失株和互补株进行生物学特性分析发现;缺失hisJ基因后;A.veronii TH0426的鞭毛极易脱落;生物被膜形成能力和动物的致病力明显减弱;本试验结果为阐明A.veronii的致病机制提供了依据。
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