新疆结核分枝杆菌MazEF毒素-抗毒素系统的鉴定及其作用研究

The chromosome of Mycobacterium tuberculosis contains many toxins-antitoxin systems. mazEF system is one of its the main toxin-antitoxin systems. mazEF system is associated with Mycobacterium tuberculosis for adapting to environmental changes. Studies shew that antibiotics of inhibition transcription or translation of bacteria can trigger mazEF-mediated cell death. Recently, we found that the individual Mycobacterium tuberculosis lacksed mazEF3,6,9. Therefore, by PCR technology, aims of this project is to identify proportion with mazEF system the among Mycobacterium tuberculosis isolates, mazEF system of drug-resistant Mycobacterium tuberculosis is missing or not; and to study the phenotype, drug sensitivity its virulence of parental strain, resistant strains, overexpression strain, H37Rv, BCG and each deletion mutant strains of Mycobacterium tuberculosis in vitro and in macrophage using other technologies such as flow cytometry etc; using Real-Time PCR, Western Blot technique, to study the expression levels of mRNA and protein of mazEF system in different strains. Explore the significance and role of mazEF systems in Mycobacterium tuberculosis, for the rational design new vaccines, antibiotics by direct activation of chromosomal mazEF suicide module or drug targeting damage mazEF systems or suppression mazEF systems, as well as to provide a scientific basis for the prevention and treatment of TB.

结核分枝杆菌（MTB）染色体含有众多的毒素-抗毒素系统，主要毒素-抗毒素系统之一mazEF系统与MTB适应各种环境变化有关。抑制转录或翻译的抗生素能触发mazEF介导的细菌死亡。课题组发现，个别MTB缺乏mazEF3,6,9。因此，本项目旨在使用PCR技术鉴定具有mazEF系统的MTB所占比例，耐药菌mazEF系统缺失与否。运用流式细胞术等技术，研究亲本株、耐药株、过表达菌株、H37Rv、BCG和各缺失突变菌株的MTB在体外培养及在巨噬细胞内，其表型、药物敏感性及其毒力是否存有差异；运用Real-Time PCR、Western Blot技术研究具有mazEF系统的不同菌株mRNA及蛋白表达水平。探索MTB mazEF系统的存在对细菌生存的意义，为合理设计新型疫苗、抗生素--直接激活染色体自杀模块mazEF系统或者药物靶向抑制mazEF系统，为预防及治疗结核病、耐药结核病提供科学依据。

结核病仍是全球前10位死因之一，自2007年以来一直位居单一传染性疾病死因之首。2018年，全球新发结核病患者约1000万。30个结核病高负担国家的新发患者依然占到了全球新发患者数的87%，其中印度（27%）、中国（9%）印度尼西亚（8%）排在前三位。新疆结核病疫情严峻，新发结核病患者以及活动性肺结核患者的患病率、涂阳患病率和死亡率在中国均属于高发。结核分枝杆菌（MTB）染色体含有众多的毒素-抗毒素系统，主要毒素-抗毒素系统之一mazEF系统与MTB适应各种环境变化有关。在正常培养条件下、低氧及营养缺乏培养条件下，随着培养时间的推移，临床分离株抗结核药物敏感株、H37Rv和BCG菌株存活率均低于临床分离的耐药株。mazEF3,6,9系统缺失菌株生长缓慢，在巨噬细胞内的生存能力低于野生菌株，且ΔmazEF3,6,9菌株感染株，巨噬细胞的凋亡率高于H37Rv菌株感染组。运用流式细胞术等技术，研究亲本株、耐药株、过表达菌株、H37Rv、BCG和各缺失突变菌株的MTB在体外培养及在巨噬细胞内，其表型、药物敏感性及其毒力存有差异；运用Real-Time PCR、Western Blot技术研究上述不同菌株mazEF系统的mRNA及蛋白表达水平，也存在差异，提示mazEF3,6,9系统的存在对细菌生存有较重要的意义，为合理设计新型疫苗、抗生素--直接激活染色体自杀模块mazEF系统或者药物靶向抑制mazEF系统，为预防及治疗结核病、耐药结核病提供科学依据。在学术期刊发表学术论著6篇，培养硕士研究生4名，参加国际会议1次。