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文檔簡介
1、背景:結(jié)核病是一種嚴(yán)重危害公眾健康和威脅人類生存的傳染病。我國是全球結(jié)核病疫情最嚴(yán)重的國家之一,也是結(jié)核病耐藥負(fù)擔(dān)最重的國家之一。因此研究結(jié)核病的耐藥機(jī)制,對于結(jié)核病的防控具有重要意義。我們前期利用LC-MS/MS對臨床分離的結(jié)核分枝桿菌敏感株、異煙肼單耐藥菌株和耐多藥菌株的差異表達(dá)蛋白進(jìn)行檢測,結(jié)果發(fā)現(xiàn)結(jié)核分枝桿菌雙組份信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)的反應(yīng)調(diào)節(jié)子 DevR在臨床分離的耐多藥菌株中表達(dá)明顯升高。DevR是結(jié)核分枝桿菌重要的休眠調(diào)控因子,而
2、休眠能導(dǎo)致結(jié)核菌對多種藥物耐藥,提示DevR可能與結(jié)核分枝桿菌耐藥密切相關(guān)。因此,本課題擬在前期工作的基礎(chǔ)之上,進(jìn)一步驗證DevR的表達(dá)與結(jié)核分枝桿菌耐藥的關(guān)系。
目的:
1.鑒定結(jié)核分枝桿菌devR的表達(dá)水平與藥敏表型的關(guān)系。
2.明確不同耐藥表型菌株的遺傳背景對devR的表達(dá)影響。
3.闡明devR的表達(dá)變化對結(jié)核分枝桿菌耐藥性的影響。
方法:
1.將培養(yǎng)至對數(shù)生長早期的3
3、2株結(jié)核分枝桿菌敏感菌株、18株異煙肼單耐藥菌株、2株利福平單耐藥菌株和45株耐多藥菌株的總RNA進(jìn)行提取,然后利用熒光定量PCR檢測devR的表達(dá)水平;分別向培養(yǎng)至對數(shù)長早期的6株敏感菌株中,分別加入其1/2 MIC濃度的異煙肼、利福平、鏈霉素或乙胺丁醇,以7H9培養(yǎng)基作為對照,誘導(dǎo)培養(yǎng)2小時后,檢測devR基因的表達(dá)量。
2.對97株臨床分離的結(jié)核分枝桿菌菌株及標(biāo)準(zhǔn)株H37Rv株進(jìn)行基因組DNA的提??;然后,對菌株基因組D
4、NA的15個MIRU-VNTR位點進(jìn)行PCR擴(kuò)增,并將擴(kuò)增結(jié)果上傳至MIRU-VNTR Plus數(shù)據(jù)庫;最終,利用系統(tǒng)基因樹分析對菌株的基因型進(jìn)行鑒定。
3.利用Devsilab rep-PCR對97株結(jié)核分枝桿菌菌株的基因組DNA進(jìn)行擴(kuò)增,以獲得每株菌的DNA指紋圖譜;最終,利用Deversilab在線分析軟件(Version3.4)將所有菌株DNA指紋數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類分析。
4.對devR上游的啟動子區(qū)進(jìn)行預(yù)測,并利
5、用PCR對97株臨床分離菌株的devR啟動子區(qū)進(jìn)行擴(kuò)增;然后將擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行測序鑒定并進(jìn)行比對分析。
5.將可表達(dá)噬菌體重組酶CheC60-61的質(zhì)粒pJV53電轉(zhuǎn)化入M.bovisBCG菌株,以獲得重組的M.bovis BCG菌株。
6.將devR的上、下游同源臂連接在博萊霉素篩選標(biāo)簽的兩側(cè),以獲得devR的突變子;然后,將devR的突變子電轉(zhuǎn)化入重組的M.bovis BCG菌株;最后,利用PCR和測序鑒定devR敲
6、除菌株。
7.利用結(jié)核分枝桿菌穿梭表達(dá)載體pMN437構(gòu)建devR的過表達(dá)載體;然后,將devR過表達(dá)載體Pmn437devR電轉(zhuǎn)化入M.bovis BCG菌株;最終,利用PCR和熒光顯微鏡等技術(shù)對devR的過表達(dá)菌株進(jìn)行篩選和鑒定。
8.利用刃天青顯色藥敏法檢測野生型BCG、devR高表達(dá)菌株和devR缺失表達(dá)菌株的MIC。
結(jié)果:
1.定量PCR的檢測結(jié)果顯示:在INH單耐藥菌株和MDR菌株中
7、,devR的表達(dá)量明顯升高(p<0.05),分別是敏感株的1.42倍和7.36倍。INH、RIF和EMB菌株分別誘導(dǎo)臨床分離的敏感菌株后,devR的表達(dá)量明顯升高,其平均相對表達(dá)量均超過了對照組的2倍。
2. MIRU-VNTR基因分型結(jié)果顯示:本研究所收集的臨床分離菌株均為北京基因型,但本實驗所保存的標(biāo)準(zhǔn)菌株H37Rv株與H37Rv原始株比較,在MIRU-26、Mtub39和QUB4156位點上出現(xiàn)了重復(fù)序列拷貝數(shù)的變異,但
8、經(jīng)系統(tǒng)基因樹鑒定仍屬于H37Rv菌株。
3.將Devsilab rep-PCR獲得的DNA指紋圖譜聚類分析,結(jié)果顯示:本實驗室所保存的結(jié)核分枝桿菌菌株的基因型呈現(xiàn)明顯的多態(tài)性;每個樣本具有獨特DNA指紋圖譜,所有菌株的總體的相似度為55%;以70%為cut-off值可將所有菌株分為8個主要的基因型,但進(jìn)一步的分析發(fā)現(xiàn)菌株基因型與其耐藥表型之間的相關(guān)性不具有統(tǒng)計學(xué)意義(p>0.05);此外,對臨床分離菌株的基因型(rep-PCR
9、)與devR表達(dá)量的相關(guān)性分析顯示:devR在耐藥菌株和敏感菌株間的差異表達(dá)與基因型相的相似度無關(guān)(p>0.05)。
4.對devR上游792bp的基因片段的測序,結(jié)果顯示:有22株菌(6敏感、4異煙肼單耐藥、12株耐多藥菌株)發(fā)生了一個A堿基的缺失突變;該突變位于devR上游-370bp處,且屬首次發(fā)現(xiàn)。此外,devR的表達(dá)與基因突變的相關(guān)性關(guān)系分析提示:devR在突變株和野生株之間不存在表達(dá)差異(p>0.05)。
10、 5.本研究利用同源重組技術(shù)成功構(gòu)建了devR缺失表達(dá)的 M.bovis BCG菌株;本研究也成功構(gòu)建了devR過表達(dá)的M.bovis BCG菌株。
6.野生型M.bovis BCG株、devR缺失株和devR過表達(dá)株的MIC檢測結(jié)果顯示:野生株分別對異煙肼、利福平、鏈霉素和乙胺丁醇的MIC為0.06、0.17、0.5和2.6μg/ml;devR缺失株分別對異煙肼、利福平、鏈霉素和乙胺丁醇的MIC為0.06、0.20、0.33
11、和3.3μg/ml;devR過表達(dá)株分別對INH、RIF、SM和EMB的MIC為0.08、0.20、0.33和3.3μg/ml。即,這三種菌株均對一線抗結(jié)核藥物敏感。
結(jié)論:
本課題系統(tǒng)地分析了devR基因在多種耐藥表型菌株中的表達(dá)情況,首次發(fā)現(xiàn)并證實了devR在結(jié)核分枝桿菌耐藥菌株中表達(dá)明顯升高,且INH、SM和EMB均可誘導(dǎo)其表達(dá)。并揭示了devR在耐藥菌株和敏感菌之間的表達(dá)差異不受菌株基因型的影響,提示其表達(dá)變
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