小分子信号物对铜绿假单胞菌致病性和耐药性的影响

随着新病原体的不断出现以及病原菌抗药性的产生，研究病原菌的致病机理、针对病原菌致病性开发新型抗菌药物成为当前病原微生物学研究的重点。抗生素除传统意义上的杀菌或抑菌外，低于抑制浓度抗生素作为信号分子可以调节致病因子的表达，诱导病原菌的抗药性。我们的实验结果表明，低浓度四环素对铜绿假单胞菌PAO1吩嗪合成基因操纵子（phzA1）具有强烈的激活作用。此外，吩嗪对与抗药性密切相关的RND泵基因MexGHI-OpmD的表达起正调节。本项目将以铜绿假单胞菌PAO1为研究对象，在前期研究的基础上，进一步探索低浓度抗生素对致病因子的调控途径及其与群体感应系统间的关系。在全基因组水平上，研究吩嗪作为小分子信号物对RND泵基因MexGHI-OpmD的调节机理。研究结果将有助于了解铜绿假单胞菌致病性和耐药性形成机理，为控制病原菌的感染和针对以细胞间信号传递途径为靶点的新型抗生素开发提供必要的理论和应用基础。

本项目主要集中对铜绿假单胞菌致病性和耐药性调节机制的研究，完成项目情况概括如下：（1）在吩嗪存在条件下，在全基因组水平上筛选调节外排泵MexGHI-OpmD的突变体。通过筛选12000个转座突变体，我们找到14个影响MexGHI-OpmD的基因，并对其中一个对MexGHI-OpmD调节最大的基因进行了深入的研究。该基因（ClpS)编码ATP-dependent protease，实验结果表明，该基因不仅与铜绿假单胞菌的抗药性及运动能力有关，而且影响群体感应和三型分泌系统。此外，我们用老鼠作为实验模型，该突变体明显降低铜绿假单胞菌的致病能力。我们的结果为阐明群体感应系统、外排泵及三型分泌系统之间的调节提供一个很好的线索（相关结果发表在Antimicrobial Agents and Chemotherpy上，修改中）。（2）对群体感应系统的调控机制做了较为深入的研究。我们对以前发现的几个重要群体感应系统的调节子进行了较为深入的研究，如VqsM和VqsR。我们发现VqsM通过直接结合在lasI启动子上来调节其下游基因的表达。同时，我们用实验确定了VqsR直接结合在QscR启动子上来控制其它表型的变化 （Journal of Bacteriology, 2012)。（3）在实验中发现了一个与铜绿假单胞菌抗药性有关的基因（PA0011），并且该基因与群体感应系统密切相关（Journal of Antibiotics, 2012).