抗菌肽人β防御素3融合糖类结合域对金黄色葡萄球菌N315的抑制作用

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目的:  探讨化学合成和真核表达的抗菌肽人β防御素3融合糖类结合域(humanβdefensin3-carbohydrate-binding domain,hBD3-CBD)对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(methicillin resistant Staphylococcus aureus,MRSA)的抑制作用。  方法:  1、在化学合成的抗菌肽研究中,以直接杀菌实验检测抗菌肽hBD3、hBD3-CBD对MRSA菌株N315的直接抑制作用和杀菌稳定性;以微量肉汤稀释法测定抗菌肽 hBD、融合抗菌肽 hBD-CBD对MRSA N315的最低抑菌浓度 minimum inhibitory concentration(MIC)以及抗菌肽作用于MRSA N315后对抗生素青霉素、四环素、头孢拉定、利福平、万古霉素、头孢呋辛、氯霉素的MIC的影响。随后,使用相同的微量肉汤稀释法检测抗菌肽作用于临床 MRSA菌株之后,对抗生素青霉素、头孢拉定和氯霉素的50% minimum inhibitory concentration(MIC50)和90%minimum inhibitory concentration(MIC90)的影响。  2、在真核表达的抗菌肽研究中,用重叠延伸剪接技术将抗菌肽和融合抗菌肽hBD3、hBD3-CBD1、hBD3-CBD2的基因序列克隆入真核表达载体pVAX1;以脂质体转染法将各重组质粒转染入HEK293T细胞并进行表达;通过逆转录-实时定量PCR、Western blot方法检测抗菌肽基因转录和蛋白表达情况;通过MRSA N315感染后直接细菌计数、细胞培养上清液的IL-6浓度、延迟杀菌实验来检测抗菌肽真核表达载体转染HEK293T细胞之后,对MRSA N315的抑制作用以及稳定性。  结果:  1、直接杀菌作用显示,抗菌肽hBD3以及hBD3-CBD对MRSA N315有显著的抑制作用,hBD3-CBD的抑制作用强于hBD3;,hBD3-CBD抑制作用的稳定性亦强于hBD3。在最低抑菌浓度检测中,抗菌肽hBD3以及hBD3-CBD对MRSA N315的最低抑菌浓度均为13.3±4.6?g/ml,两者没有显著性差异。在MRSA N315的关键基因表达检测中,hBD3-CBD对葡萄球菌的agrC和mecA基因表达有显著抑制作用。抗菌肽作用于MRSA N315后,抗生素青霉素、头孢拉定、万古霉素、头孢呋辛、氯霉素的MIC降低,抗生素四环素和利福平的MIC没有变化。抗菌肽作用于MRSA临床菌株之后,使得头孢拉定、氯霉素的MIC50和MIC90显著降低。  2、真核表达抗菌肽pVAX1/hBD3、pVAX1/hBD3-CBD1、pVAX1/hBD3-CBD2重组质粒转染HEK293T细胞后均有表达;感染后6和12小时,hBD3、hBD3-CBD1和hBD3-CBD2均显示出对MRSA N315的杀菌活性;感染后12小时,hBD3-CBD1和hBD3-CBD2的杀菌活性优于hBD3,hBD3-CBD1和hBD3-CBD2之间的杀菌活性没有差异;感染后6和12小时,hBD3、hBD3-CBD1、hBD3-CBD2的细胞上清液IL-6浓度显著低于对照组,而hBD3-CBD1和hBD3-CBD2两组之间的IL-6浓度未见差异。  结论:  融合抗菌肽hBD3-CBD对MRSA的杀菌作用和稳定性优于hBD3;真核表达抗菌肽hBD3、hBD3-CBD1和hBD3-CBD2对MRSA N315对HEK293T细胞的感染有显著抑制作用,且 hBD3-CBD1和hBD3-CBD2的抑制作用和稳定性优于hBD3。抗菌肽的融合和真核重组构建策略对于改善抗菌肽的抑菌效能意义重大,并为其远景应用带来更多希望。
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