【摘要】：豬鏈球菌(Streptococcus suis)是一種重要的人畜共患病病原菌,它能夠引起豬和人的多種疾病,包括敗血癥、腦膜炎、關(guān)節(jié)炎、心內(nèi)膜炎,甚至導(dǎo)致死亡。不僅給世界的養(yǎng)豬業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟損失,而且對世界公共安全造成了威脅。因為豬鏈球菌不僅可以經(jīng)由傷口感染人,還能經(jīng)由胃腸道感染人,所以越來越多的學(xué)者認為豬鏈球菌應(yīng)該被評估為一種新的食源性病原菌。在豬鏈球菌感染人的過程中,血液是一道重要的免疫屏障。在已被報道的豬鏈球菌的眾多毒力因子中,莢膜是在豬鏈球菌感染過程中第一個與血液接觸的組分,也是豬鏈球菌抵抗血液中先天免疫的重要毒力因子。豬鏈球菌的莢膜由其基因組上一段成簇排列的基因共同調(diào)控合成,為了探究豬鏈球菌抗血液殺傷的能力與莢膜合成基因簇的相關(guān)性,本課題以歐洲標準菌株P(guān)1/7和2005年四川大爆發(fā)菌株SC19為參考菌株,基于全血殺傷實驗,從103株豬鏈球菌人源分離株中篩選出了一株抗血液殺傷能力極強的菌株LSM128,并試圖從其莢膜合成基因簇的變異位點中找出導(dǎo)致其抗血液殺傷能力極強的原因。主要結(jié)果如下:(1)通過生物信息學(xué)分析,我們發(fā)現(xiàn)豬鏈球菌人源分離株LSM128的莢膜合成基因簇相比豬鏈球菌標準株P(guān)1/7并未發(fā)生變異。但在其莢膜合成基因簇上游的一個轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)基因gntR上的第1219個堿基位點發(fā)生了錯義突變,由鳥嘌呤突變?yōu)橄汆堰?導(dǎo)致丙氨酸(Ala)突變?yōu)樘K氨酸(Thr)。(2)以豬鏈球菌P1/7和LSM128作為親本株,通過同源重組,成功構(gòu)建了P1/7和LSM128的gntR基因缺失株和置換株。通過表型實驗,我們發(fā)現(xiàn)gntR并不是調(diào)控莢膜表達的主要基因。(3)通過對豬鏈球菌P1/7和LSM128及其gntR基因缺失株和置換株的毒力評價,我們發(fā)現(xiàn)gntR與豬鏈球菌的毒力相關(guān),但在不同菌株中影響程度不同。在P1/7中,缺失gntR基因能夠?qū)е露玖Φ纳险{(diào),但在LSM128中缺失gntR基因后,毒力的變化卻不顯著。值得注意的是,LSM128的gntR基因上的突變能夠顯著地提高P1/7的抗血液殺傷的能力和毒力。綜上,我們認為gntR基因與豬鏈球菌的抗血液殺傷能力和毒力有關(guān),但不具有普適性,且不是通過調(diào)控莢膜的表達來影響豬鏈球菌的抗血液殺傷能力和毒力。而gntR的第1219個堿基位點是它影響豬鏈球菌抗血液殺傷能力和毒力的重要位點。
【圖文】：

華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018 屆碩士研究生學(xué)位（畢業(yè)）論文在豬的上呼吸道或人的胃腸道中，會先在一些粘附因子的作用下（如 SadP），粘附于黏膜上皮細胞。再在 SLY 等毒力因子的作用下，通過易位或者破壞細胞的緊密連結(jié)，穿過上呼吸道或者胃腸道的黏膜屏障進入血液循環(huán)(Ferrando and Schultsz 2016)。豬鏈球菌進入血液循環(huán)后，能在莢膜的幫助下在血液中增殖擴散從而導(dǎo)致敗血癥或引起炎癥因子（如 IL-1）的大量釋放而導(dǎo)致炎癥風暴，進而引起豬鏈球菌中毒樣休克綜合征(Lachance et al 2013, Swildens et al 2004, Ye et al 2009)。豬鏈球菌在血液中，有可能處于游離態(tài)，也有可能被巨噬細胞吞噬卻在胞內(nèi)存活，或者粘附在單核細胞上。不管以哪種狀態(tài)在血液中存活，當豬鏈球菌隨血液循環(huán)運行至血腦屏障時，在SLY，MRP 等毒力因子的幫助下，它能穿越血腦屏障，進入蛛網(wǎng)膜，引起腦膜炎(Vadeboncoeur et al 2003)。

根據(jù)血清型的不同，基因簇內(nèi)的基因結(jié)構(gòu)組成也不盡相同。但所有的莢膜合成基因簇上的起始位置都是 4 個調(diào)控莢膜合成進程的基因 cpsA，cpsB，cpsC 和 cpsD這一部分被認為是莢膜合成簇的公共區(qū)域，且這 4 個基因高度保守。在這 4 個公共基因后都緊跟一個初始的糖基轉(zhuǎn)移酶基因。排列在初始的糖基轉(zhuǎn)移酶基因之后的基因會血清型的不同而有所不同，因此被稱為特殊基因(Yother 2011)。所有豬鏈球菌的莢膜多糖的表達都依賴 WZY 途徑。首先，豬鏈球菌在基因簇上各類糖基轉(zhuǎn)移酶的作用下，生成莢膜多糖的重復(fù)單體；然后在翻轉(zhuǎn)酶 WZX 的作用下，將重復(fù)單體轉(zhuǎn)運至細胞膜外；再在聚合酶 WZY 的作用下，，將運送出膜外的重復(fù)單體聚合成多糖結(jié)構(gòu)；最后，成熟的莢膜多糖在 cpsB 和 cpsC 編碼的 WZD 和WZE 蛋白復(fù)合體的作用下，易位至肽聚糖層(Bentley et al 2006)。除了有莢膜的豬鏈球菌外，沒有莢膜的豬鏈球菌也有莢膜合成基因簇。但是它們的莢膜合成基因簇上某些基因發(fā)生了突變（如插入、缺失和點突變），導(dǎo)致其無法產(chǎn)生莢膜(Lakkitjaroen et al 2014)。
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TS201.3

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本文編號：2590628