单增李斯特菌氧化还原蛋白YjbH调控的抗氧化应激和细菌感染机制研究

论文摘要

单核细胞增多性李斯特菌（Listeria monocytogenes）为革兰氏阳性人畜共患胞内病原菌,在体外环境、宿主消化道和细胞内会面临各种复杂的氧化应激反应。革兰氏阳性菌的硫氧还蛋白家族（Thioredoxin）具有保守的Cys-Xaa-Xaa-Cys基序,在蛋白修饰过程尤其是应激环境中发挥重要生物学作用。经生物学信息学分析预测,单增李斯特菌含有包括YjbH在内共14个硫氧还蛋白家族同源蛋白,但YjbH的功能未知。因此,本研究以李斯特菌硫氧还蛋白家族成员YjbH蛋白为研究对象,利用应激生物学、感染生物学和分子生物学等手段探索了YjbH在李斯特菌环境应激耐受和宿主感染过程中的生物学功能及分子机理。我们发现:缺失YjbH后细菌的生长形态变小,对金属离子氧化剂铜、镉离子的氧化应激较野生株敏感,但不影响李斯特菌在BHI培养基中的分裂增殖速度。在巯基特异性氧化剂镉离子应激下,我们对李斯特菌的转录组进行了测序,我们发现李斯特菌YjbH缺失后,细菌应激相关蛋白、关键毒力因子（hly、actA、mpl、inlC、plcA/B）以及磷酸转移酶系统（PTS）等基因的转录水平全部下调。在此基础上,我们通过Co-IP实验进一步证明,单增李斯特菌YjbH与氧化应激转录因子SpxA1发生互作,从而介导细菌在氧化应激环境中发挥关键作用。体外细胞试验表明,缺失YjbH后细菌较野生株在上皮细胞中黏附、侵袭能力显著下降（P<0.05）;巨噬细胞中感染后期（12 h）细菌的存活与增殖能力下降;在成纤维细胞中蚀斑数量下降80%。动物试验表明,细菌缺失YjbH后较野生株EGD-e在小鼠脾脏、肝脏的定殖能力均极显著得下降（P<0.001）,在小鼠模型中完全丧失毒力。Western Blot检测结果表明细菌缺失YjbH后,在BHI培养基中毒力因子调控蛋白PrfA的表达量显著上升（P<0.05）,但是毒力岛LIPI-1相关基因的转录水平不变。这说明YjbH在氧化应激条件下,能解除对SpxA1的阻遏使其完成抗氧化应激,同时通过上调PTS阻遏受PrfA调控的毒力岛LIPI-1基因簇,充分利用资源抵抗氧化应激;而当细菌侵染宿主细胞时,李斯特菌YjbH通过下调PTS的转录来解除对PrfA的抑制作用,进而介导毒力岛LIPI-1基因的正常转录,从而恢复李斯特菌在细胞内的毒力。综上,本研究首次以单增李斯特菌硫氧还蛋白家族成员YjbH为对象,系统研究了该蛋白在李斯特菌应激耐受和体内外感染中发挥关键作用的分子调控机制。本研究结果为进一步完善重要食源性病原菌环境适应和感染致病的调控网络奠定了重要基础,对于革兰氏阳性人畜共患食源性胞内病原菌的污染防控具有重要意义。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 韩笑

导师: 宋厚辉,程昌勇

关键词: 单增李斯特菌,硫氧还蛋白,氧化应激,毒力调控

来源: 浙江农林大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 浙江农林大学

基金: 国家自然科学基金(31402215,31470179,31770040)

分类号: Q936

总页数: 89

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