金黃色葡萄球菌（金葡菌）是引起人類生物膜（Biofilm）感染的重要病原體。自誘導物2（Autoinducer2, AI-2）是一種負責細菌種間交流的信號分子,在革蘭氏陽性和革蘭氏陰性菌的群體感應(yīng)（Quorum-sensing, QS）中均起著重要的調(diào)控作用,但是它在金葡菌生物膜形成中所扮演的精確角色還不清楚。本文證明了在靜止、流動、厭氧和體內(nèi)小鼠模型中,金葡菌RN6390B中AI-2合成酶基因luxS缺失導致生物膜形成增強,通過在luxS缺失株（ΔluxS）中外源添加化學合成的AI-2前體,可以恢復其成為野生型的生物膜表型。實時定量反轉(zhuǎn)錄PCR分析表明,AI-2激活了ica操縱子的一個抑制子icaR的轉(zhuǎn)錄,導致icaA的轉(zhuǎn)錄水平下降,這有可能是金葡菌中l(wèi)uxS缺失影響生物膜形成的主要原因。另外,我們利用AluxS,RN6911和Δagr AluxS菌株,比較了agr介導的QS系統(tǒng)和LuxS/AI-2QS系統(tǒng)在金葡菌中調(diào)節(jié)生物膜形成的關(guān)系。數(shù)據(jù)顯示,agr介導的QS系統(tǒng)和LuxS/AI-2QS系統(tǒng)在金葡菌生物膜形成過程中的調(diào)控作用呈現(xiàn)累加效應(yīng)。這些發(fā)現(xiàn)證明,AI-2通過一個激活icaR... 

【文章來源】：中國科學技術(shù)大學安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
目錄
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 金黃色葡萄球菌生理特性及致病機制
        1.2.1 金黃色葡萄球菌的典型性質(zhì)
        1.2.2 金黃色葡萄球菌感染
        1.2.3 毒力因子
        1.2.4 小菌落變異體
        1.2.5 毒力相關(guān)的基因調(diào)控
        1.2.6 金黃色葡萄球菌基因組結(jié)構(gòu)
        1.2.7 甲氧西林抗性金黃色葡萄球菌株
    1.3 生物膜的本質(zhì)及特點
        1.3.1 EPS和生物膜結(jié)構(gòu)
        1.3.2 生物膜基質(zhì)主要成分
    1.4 群體感應(yīng)信號系統(tǒng)調(diào)控生物膜形成
        1.4.1 群體感應(yīng)信號系統(tǒng)
        1.4.2 群體感應(yīng)信號系統(tǒng)對革蘭氏陽性細菌生物膜形成的調(diào)控
    1.5 金黃色葡萄球菌的生物膜
        1.5.1 金黃色葡萄球菌生物膜的模式
        1.5.2 金黃色葡萄球菌生物膜形成的調(diào)控機制
    1.6 金黃色葡萄球菌生物膜所致的疾病
    1.7 宿主如何響應(yīng)金黃色葡萄球菌生物膜感染
    1.8 治療和預防金黃色葡萄球菌生物膜感染
        1.8.1 抗生素治療
        1.8.2 抗菌劑直接作用于感染部位治療
        1.8.3 疫苗
第2章 實驗材料和方法
    2.1 菌株與培養(yǎng)條件
        2.1.1 菌株
        2.1.2 培養(yǎng)基和染料
    2.2 分子克隆操作
    2.3 基因突變株構(gòu)建
        2.3.1 金葡菌感受態(tài)的制備（100ml）
        2.3.2 luxS基因敲除株的構(gòu)建
        2.3.3 αgr和luxS雙基因敲除株的構(gòu)建
    2.4 回補菌株構(gòu)建
        2.4.1 質(zhì)�；匮a
        2.4.2 外源添加化學合成的AI-2回補
    2.5 熒光菌株的構(gòu)建
    2.6 厭氧條件下的操作
        2.6.1 厭氧培養(yǎng)基的準備
        2.6.2 厭氧操作站的使用
    2.7 生長曲線的測定
        2.7.1 有氧條件下生長曲線測定
        2.7.2 厭氧條件下生長曲線測定
    2.8 生物膜的形成
        2.8.1 有氧靜止條件下成膜
        2.8.2 厭氧靜止條件下成膜
        2.8.3 流動相flow cell成膜
        2.8.4 體內(nèi)導管模型中成膜
    2.10 掃描電子顯微鏡
    2.11 RNA的分離純化
    2.13 實時定量反轉(zhuǎn)錄PCR
    2.14 Triton X-100誘導的細胞自溶檢測
    2.15 倫理學聲明
    2.16 統(tǒng)計學分析
第3章 實驗結(jié)果
    3.1 生物信息學分析luxS基因在細菌中的保守性
    3.2 金葡菌RN6390B中的LuxS
    3.3 luxS基因敲除
    3.4 AI-2以濃度依賴的形式抑制靜止狀態(tài)生物膜的形成
    3.5 AI-2抑制flow cell中生物膜的形成
    3.6 突變luxS基因?qū)е麦w內(nèi)生物膜形成增強
    3.7 AI-2抑制了icaA的轉(zhuǎn)錄水平
    3.8 AI-2激活了icaR的轉(zhuǎn)錄水平
    3.9 AI-2并不影響其他icaA調(diào)控子的轉(zhuǎn)錄水平
    3.10 AI-2抑制了厭氧條件下生物膜的形成和icaA的轉(zhuǎn)錄水平
    3.11 luxS突變株自溶速度減慢
    3.12 SH1000金葡菌株中l(wèi)uxS突變后不影響生物膜形成
    3.13 luxS缺失對細胞壁相關(guān)蛋白的表達沒有顯著影響
    3.14 LuxS/AI-2 QS系統(tǒng)和agr介導的QS系統(tǒng)在生物膜調(diào)控中起到了累加的效應(yīng)
        3.14.1 激光共聚顯微鏡觀測flow cell系統(tǒng)中生物膜形成的差異
        3.14.2 厭氧條件下靜止狀態(tài)生物膜形成的差異
        3.14.3 掃描電鏡觀測flow cell系統(tǒng)中的生物膜形成的差異
        3.14.4 厭氧瓶中生物膜形成的差異
第4章 討論
    4.1 關(guān)于本文實驗結(jié)果可參考性的討論
    4.2 關(guān)于體內(nèi)AI-2回補的問題的討論
    4.3 關(guān)于本文實驗結(jié)果與之前研究結(jié)果差別的討論
    4.4 關(guān)于AI-2影響icaR作用機制的討論
    4.5 關(guān)于AI-2在多種菌群生物膜形成中作用的討論
參考文獻
致謝
在讀期間發(fā)表的學術(shù)論文與取得的其他研究成果



本文編號：3112461