艰难梭菌细胞粘附因子参与毒素基因表达调控研究

基本信息
批准号:31601012
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:21.00
负责人:洪伟
学科分类:
依托单位:贵州医科大学
批准年份:2016
结题年份:2019
起止时间:2017-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:曾智东,邓婕,王兰,袁航,何婧,黄赟
关键词:
艰难梭菌突变表达调控毒力基因粘附因子
结项摘要

The intestinal pathogen Clostridium difficile is a leading cause of antibiotic-associated diarrhoea and pseudomembranous colitis. In recent years, due to the emergence of hypervirulent epidemic strains, such as ribosome 027, the morbidity and mortality of C.difficile associated disease have increased. C.difficile produces three major virulence factors, toxin A, toxin B and binary toxin (CDT). Our previous study found that C.difficile adhesion to intestinal epithelial cells can up-regulate the expression of three toxin genes. Owing to the cell adhesion process is mediated by a variety of adhesion factors. We hypothesize that the adhesion factors are involved in the regulation of C.difficile toxin genes expression. However, the mechanism of how C.difficile adherent factors regulate the expression of toxin genes is not well defined. In order to explore the question, this study first constructs adhesion mutants of C.difficile by rational gene-targeting ClosTron technology. Then, use unrational gene-targeting transposon mutagenesis to construct a random mutations library of C.difficile and use flow cytometry for rapid screening of novel adhesion defective mutants. After that, foreign gene expression system of C.difficile will be applied to construct complementary strains of corresponding adhesion defective mutants. On this basis, the toxins expression abundance, at mRNA/protein and cell toxin levels, of different adhesion mutants and complementary strains will be studied to clarify the contributions of different adhesion factors to regulation of toxin genes expression. Finally, elucidate the mechanisms of how adhesion factors regulate the expression of C.difficile toxin genes.

艰难梭菌是导致抗生素相关性腹泻、伪膜性结肠炎的主要病因。近年来,随着强毒株的出现(如核糖体027型),其流行性与致死率逐年上升。艰难梭菌主要产生三种毒素,分别为毒素A,毒素B和二元毒素(CDT)。我们前期研究发现,艰难梭菌粘附于肠上皮细胞时,三种毒素基因的表达上调。又由于该细胞粘附过程由多种粘附因子介导,因此我们推测粘附因子参与了艰难梭菌毒素基因的表达调控,但其机制尚不明确。为了探索该问题,本研究首先使用靶向ClosTron失活已知粘附因子基因,构建细胞粘附突变株(理性方法);然后,利用转座子随机突变技术,构建艰难梭菌随机突变体库(非理性方法),并通过流式细胞仪筛选未知粘附因子基因;接下来,借助已建立的外源基因表达系统构建回补对照菌株。在此基础上,研究不同突变株的毒素基因在表达、蛋白和毒力水平的变化,分析不同粘附因子对毒素基因表达调控的贡献,最终阐明粘附因子调控艰难梭菌毒素基因表达的机制。

项目摘要

艰难梭菌是导致抗生素相关性腹泻、伪膜性结肠炎的主要病因。艰难梭菌黏附于肠壁细胞是其致病过程中的起始和关键步骤,前期研究发现艰难梭菌黏附于细胞表面可以上调毒素基因的表达量。为了研究其潜在机制,我们建立了基于CRISPR-Cpf1的精准、高效和易用的先进基因编辑系统,并为其开发了靶点搜索和引物设计软件。利用该系统实现了艰难梭菌单、多和连续基因编辑,成功构建了∆fur, ∆tetM, ∆ermB1/2, ∆cwp66, ∆tcdA, ∆phiCD630-2和∆PaLoc基因敲除突变株。通过对突变株的生理、生化特征(如细胞壁表面小凸起数量、自溶速率、对酸、碱耐受能力以及对抗生素的耐受能力等)的深入的研究。结果表明,∆cwp66黏附因子突变株表面小突起数量降低、自溶速率和对酸的耐受能力增加,抗生素敏感谱发生了显著的变化。生理、生化特征的改变提示cwp66基因对于艰难梭菌细胞壁的组成至关重要,并可能通过影响艰难梭菌细胞壁的组成增加胞外毒素的释放量和改变抗生素敏感性谱。对该突变株和野生型菌株的转录组对比分析发现,∆cwp66黏附因子突变株黏附能力提高的原因是其他黏附相关基因的表达上调(如CD630_02880, CD630_05140, CD630_03050等)。此外,我们还发现了多种潜在的艰难梭菌黏附因子编码基因。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DOI:10.3969/j.issn.1673-1689.2021.10.004
发表时间:2021
2

当归红芪超滤物对阿霉素致心力衰竭大鼠炎症因子及PI3K、Akt蛋白的影响

当归红芪超滤物对阿霉素致心力衰竭大鼠炎症因子及PI3K、Akt蛋白的影响

DOI:10.3969/j.issn.1008-0805.2022.07.18
发表时间:2022
3

地震作用下岩羊村滑坡稳定性与失稳机制研究

地震作用下岩羊村滑坡稳定性与失稳机制研究

DOI:10.16285/j.rsm.2019.1374
发表时间:2020
4

山核桃赤霉素氧化酶基因CcGA3ox 的克隆和功能分析

山核桃赤霉素氧化酶基因CcGA3ox 的克隆和功能分析

DOI:10.13925/j.cnki.gsxb.20200115
发表时间:2020
5

2000-2016年三江源区植被生长季NDVI变化及其对气候因子的响应

2000-2016年三江源区植被生长季NDVI变化及其对气候因子的响应

DOI:10.6046/gtzyyg.2020.01.32
发表时间:2020

洪伟的其他基金

批准号:31070606
批准年份:2010
资助金额:36.00
项目类别:面上项目
批准号:31560318
批准年份:2015
资助金额:42.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:39370285
批准年份:1993
资助金额:4.50
项目类别:面上项目
批准号:69201002
批准年份:1992
资助金额:5.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:10774133
批准年份:2007
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:11401441
批准年份:2014
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:70902003
批准年份:2009
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81670558
批准年份:2016
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:30471385
批准年份:2004
资助金额:18.00
项目类别:面上项目
批准号:81660588
批准年份:2016
资助金额:40.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:71303112
批准年份:2013
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81271203
批准年份:2012
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:60707005
批准年份:2007
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81460538
批准年份:2014
资助金额:45.00
项目类别:地区科学基金项目

相似国自然基金

1

SigD因子调控fliC表达在艰难梭菌鞭毛形成中的作用及分子机制研究

批准号:81902117
批准年份:2019
负责人:董丹凤
学科分类:H2602
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
2

临床核糖体型别不同的艰难梭菌A、B毒素基因多态性研究

批准号:81101218
批准年份:2011
负责人:程颖
学科分类:H2201
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
3

艰难梭菌毒素B(TcdB)受体蛋白的筛选及功能鉴定

批准号:81471909
批准年份:2014
负责人:魏文胜
学科分类:H2201
资助金额:72.00
项目类别:面上项目
4

艰难梭菌毒素A在肠道上皮细胞中非CROPs依赖型受体的研究

批准号:31800128
批准年份:2018
负责人:陶亮
学科分类:C0108
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目