铜绿假单胞菌组蛋白样类核结构蛋白基因mvaT mvaU双敲除引起绿脓菌素产生缺失的机制研究

Pseudomonas aeruginosa is an important opportunistic pathogen in clinic. The rapid increase of P. aeruginosa resistant to multiple drugs in recent years pushes us to explore new anti-pseudomonas drugs. Bacteria are easy to develop resistance to traditional antibacterial drugs as the drugs inhibit or kill the bacteria. New antibacterial drugs targeting virulence factors like pyocyanin have the advantage of decreasing or slowing the appearance of resistance due to their low effect on bacterial survival. mvaT and mvaU encode histone-like nucleoid structuring proteins in P. aeruginosa. Our previous results demonstrated that different as mvaT or mvaU single knockout strains, which demonstrated increased production of pyocyanin, mvaT mvaU double knockout strains showed elimination of pyocyanin production, and the elimination of pyocyanin in the double knockout strains can be complemented by plasmids carrying mvaT or mvaU. The results suggested that pyocyanin synthesis was inhibited or eliminated through mvaT mvaU double knockouts by mechanisms totally different as mvaT or mvaU single knockout. In the present study, we aimed at studying the mechanism of pyocyanin elimination caused by mvaT mvaU double knockouts in P. aeruginosa, in order to find critical factors for regulating pyocyanin production, and develop new targets for anti-pseudomonas drugs to fight back against the increasing resistance to pseudomonas.

铜绿假单胞菌是一种临床难对付的重要条件致病菌，近年来多药耐药发展迅速，急需新型抗铜绿假单胞菌药物。传统抗菌药物通过抑制细菌生长或杀菌发挥作用，易于产生耐药性，而靶向细菌毒力因子如绿脓菌素的新型抗菌药物通过消弱细菌致病力，借助人体自身免疫力清除细菌，不易产生耐药选择压力，具有减少或延缓耐药性产生的优势。mvaT、mvaU编码铜绿假单胞菌中的组蛋白样类核结构蛋白，我们的前期研究发现， mvaT或mvaU单敲除时绿脓菌素表达升高，而两者双敲除时绿脓菌素表达完全缺失，并且可用携带mvaT或mvaU的质粒回复绿脓菌素的产生。推测mvaT mvaU双敲除通过完全不同于mvaT或mvaU单敲除的方式抑制或截断了绿脓菌素的合成。本课题拟就mvaT mvaU双敲除引起绿脓菌素产生缺失的机制进行研究，以期发现调控绿脓菌素产生的关键因素，发展新型抗铜绿假单胞菌药物研发靶标，应对日益严重的铜绿假单胞菌耐药。

铜绿假单胞菌是一种临床难对付的重要条件致病菌，多药耐药发展迅速，急需新型抗铜绿假单胞菌药物。传统抗菌药物通过抑制细菌生长或杀菌发挥作用，易于产生耐药性，而靶向细菌毒力因子如绿脓菌素的新型抗菌药物通过消弱细菌致病力，借助人体自身免疫力清除细菌，不易产生耐药选择压力，具有减少或延缓耐药性产生的优势。mvaT、mvaU编码铜绿假单胞菌中的组蛋白样类核结构蛋白，我们的前期研究发现，mvaT mvaU双敲除时绿脓菌素表达完全缺失，并且可用携带mvaT或mvaU的质粒回复绿脓菌素的产生。本课题就mvaT mvaU双敲除引起绿脓菌素产生缺失的机制进行研究，以期促进基于细菌毒力因子的新型抗菌药物研发。通过对突变株和野生株的表型分析、QS系统基因及绿脓菌素合成相关基因表达水平检测和转录组分析，我们发现mvaT mvaU双敲除后qsrO转录水平升高，QS系统被抑制，与绿脓菌素生物合成相关的基因表达量降低，导致绿脓菌素合成受阻，相关内容发表SCI论文1篇（Virulence 2020）。同时基于研究结果筛选新型抗毒力因子化合物，得到了可同时抑制铜绿假单胞菌绿脓菌素、葡萄球菌金黄色素产生的新型抗菌化合物IMB-LM2866和IMB-YLM364，并申请专利1项（一类含噻唑结构化合物的抗感染用途，申请号：202010001376.X）。该研究结果有助于抗细菌毒力因子的新型抗菌药物研发，缓解细菌耐药日益严峻的状况。