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目的: 表皮葡萄球菌是广泛定植于人类皮肤和粘膜的共生菌,很少引起临床显著感染,然而,随着体内医用材料植入(包括导管、心脏瓣膜、血管移植和假体植入等)的增加,表皮葡萄球菌逐渐成为医院获得性感染的主要的条件致病菌。与金黄色葡萄球菌相比,表皮葡萄球菌产生的毒力因子相对较少,其致病作用主要与其生物膜的形成能力有关。表皮葡萄球菌分泌的细胞壁锚定表面蛋白含有LPXTG模序,可以通过转肽酶A共价连接到细菌的细胞壁上,是引起医用材料相关感染的主要致病因素。目前已发现11种含有LPXTG模序的细胞壁相关蛋白,但是只有5种含LPXTG模序的蛋白(Aap、Bhp、SdrF、SdrG、SesC)在表皮葡萄球菌感染和生物膜形成中的致病机制被研究。表皮葡萄球菌表面蛋白I(SesI)被认为是表皮葡萄球菌相关感染的主要致病因子,但其致病机制并不清楚,本研究旨在为了解表面蛋白SesI在表皮葡萄球菌相关感染和生物膜形成中作用。 方法: 根据表皮葡萄球菌RP62A全基因组测序结果设计特异引物,利用PCR法扩增sesI基因上、下游同源臂片段,利用引入的特异酶切位点KpnI,通过T4酶连作用首先将上、下游连接起来,此片段即为sesI基因缺失的同源臂片段。然后与温度敏感性穿梭质粒pKOR1在BP反应酶作用下发生重组反应,形成同源重组质粒pKOR1-△sesI。将质粒转入大肠埃希菌DC10B进行修饰后,电转入表皮葡萄球菌RP62A感受态细胞中。经过一系列的变温传代、四环素诱导及抗生素筛选,并通过基因水平(酶切及PCR扩增)和转录水平(实时荧光定量PCR)以及测序结果鉴定,最终确定sesI基因敲除成功。为了排除在突变株构建过程中引起的二次突变造成对表型研究结果的影响,构建了sesI基因回复突变株。扩增sesI基因及上游的启动子和核糖体结合区域,通过特异酶切位点将回复的基因片段与表达载体pRB473连接,经大肠埃希菌DC10B修饰后电转入缺失突变株中,经PCR鉴定及测序结果证实回复株构建成功。sesI基因缺失突变株及回复株构建成功后,检测三种菌株(表皮葡萄球菌RP62A、表皮葡萄球菌RP62A△sesI和表皮葡萄球菌RP62A△sesI-C)的生长情况,体外起始粘附能力和聚集能力的变化,生物膜半定量检测成熟阶段生物膜形成能力的差异,并通过TritonX-100诱导的自溶实验检测自溶能力的变化。 结果: 将表皮葡萄球菌RP62A的sesI基因上、下游片段通过特异酶切位点连接后,形成上下游同源臂片段约2220bp大小片段。同源臂片段两端分别引入attB1和attB2序列,与温度敏感型穿梭质粒pKOR1的特异位点attP1和attP2在BP反应酶作用下,形成重组质粒pKOR1-△sesI。重组质粒pKOR1-△sesI经大肠埃希菌DC10B的修饰后,电转入表皮葡萄球菌RP62A野生株中。经过变温传代使重组质粒与表皮葡萄球菌RP62A发生同源重组,经脱水四环素诱导筛选出sesI基因缺失突变株。通过PCR验证和测序分析最终确认sesI基因敲除株构建成功。构建sesI基因的互补表达质粒pRB473-sesI,然后电转入缺失突变株中,经鉴定回复株构建成功。为了排除细菌生长变化对后续实验结果的影响,绘制野生株、sesI基因缺失突变株以及回复株的生长曲线,发现sesI基因的缺失及回复并未影响细菌的生长。通过体外起始粘附实验研究sesI基因在生物膜形成过程中的起始阶段的作用,发现sesI基因缺失后其粘附能力降低了29.0%,与野生株之间的差异具有统计学意义(P<0.05),而sesI突变回复株基本回复了野生株的粘附水平。通过聚集实验发现sesI基因敲除株的细菌分布比较散在、稀疏,表皮葡萄球菌RP62A野生株及sesI突变回复株的细菌分布比较聚集重叠,两者具有明显差异。通过半定量的生物膜形成实验检测不同细菌分别在不同生长环境下(4%NaCl、4%乙醇和0.5%葡萄糖)的成熟阶段生物膜形成能力,发现各个菌株之间并没有明显差异(P>0.05)。生物膜扫描电镜显示,三种菌株在成熟阶段的生物膜均相互重叠堆积形成致密团块,sesI基因的敲除并未明显影响生物膜的形成能力。TritonX-100诱导的自溶实验结果表明,三种细菌的自溶能力没有明显差异,sesI基因并未明显影响细菌的自溶能力。 结论: ⑴成功构建了sesI基因缺失突变株RP62A△sesI和sesI基因互补表达株RP62A△sesI-C。⑵sesI基因可以增强表皮葡萄球菌起始粘附和聚集能力从而促进生物膜的形成。⑶sesI基因对表皮葡萄球菌生物膜形成的成熟阶段并未有明显作用。