禽致脑膜炎型大肠杆菌外膜蛋白OmpA突破血脑屏障致病机制的研究

来源 :扬州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:soso2009520
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
大肠杆菌型脑膜炎是一种急性致死性疾病,存活者通常患有神经损伤后遗症,严重威胁着人类和动物的健康。至今仍使用抗生素治疗大肠杆菌型脑膜炎,尚无有效的疫苗防治。目前新生儿脑膜炎大肠杆菌(Neonatal Meningitis Escherichia coli,NMEC)是主要引起人类新生儿脑膜炎的病原菌,但是近年来,研究者们报道禽致病性大肠杆菌(Avain Pathogenic Escherichia coli,APEC)APEC TW-XM 菌株引起禽类的脑膜炎,并且与NMEC基因组相似、相同的易感动物模型。因此,很有必要预警禽致脑膜炎型大肠杆菌引起潜在的人兽共患病,而APEC TW-XM的致病机制有待深入探索。外膜蛋白A(Outer membrane protein A,OmpA)是大肠杆菌外膜的重要蛋白,能够维持细菌结构稳定,促进细菌的黏附和侵袭,影响细菌的致病性。OmpA的研究多数集中在NMEC中,在NMEC穿过血脑屏障(Blood-Brain Barrier,BBB)过程中扮演重要的角色,而在禽致脑膜炎型大肠杆菌中的作用鲜有研究报道。本研究以OmpA为切入点,探究其在APEC TW-XM病原菌突破BBB感染宿主过程中的致病机制。通过比对NCBI GenBank上相关致脑膜炎型大肠杆菌菌株的ompA基因序列,设计相应保守的PCR引物,成功扩增APEC TW-XM菌株中ompA基因。随后,利用λ-Red同源重组构建APEC TW-XM菌株中编码基因ompA缺失株。通过基因克隆技术,将ompA基因克隆至表达质粒载体pBR322并转化至APEC TW-XM△ompA缺失株中,成功构建回补株APECTW-XMΔo mpA/pompA。细菌生长曲线实验结果显示OmpA的缺失并不影响细菌的正常生长能力。通过利用BBB体外模型小鼠脑微血管内皮细胞(mouse brain microvascular endothelial cells,bEnd.3 cells)来探究 OmpA 对于 APEC TW-XM穿过BBB导致脑膜炎发生的影响,APEC TW-XM黏附侵袭bEnd.3细胞试验结果显示,与野生株和回补株相比,缺失株对bEnd.3细胞的黏附和侵袭能力分别显著下降约37%和43%(p<0.01)。用qRT-PCR检测bEnd.3细胞内炎症因子表达的实验结果表明,与野生株感染组相比,ompA基因缺失株感染组bEnd.3细胞内IL-6、IL-1β、iNOS炎症因子的表达在转录水平显著下降,分别下降75%、76%、70%(p<0.01),回补株感染组中炎症因子的表达与野生组无统计学差异(p>0.05)。同时利用qRT-PCR和Western blot检测bEnd.3细胞上紧密连接蛋白的表达,与野生株感染组相比较,缺失株感染组bEnd.3细胞上ZO-1、Occludin、Claudins-5紧密连接蛋白的表达在转录(分别为54%、50%、65%,p<0.01)和蛋白(36%、40%、64%,p<0.01)水平上均显著升高,而回补组与野生组相比无统计学差异(p>0.05),表明OmpA的缺失降低了 APEC TW-XM的致病能力,影响细菌破坏BBB引起脑膜炎的能力。为深入探究OmpA蛋白如何促进APECTW-XM黏附侵袭细胞,影响促炎因子和细胞间紧密连接蛋白表达的机制,我们利用qRT-PCR和Western blot试验检测其在细胞表面的受体蛋白gp96的表达,结果显示,与野生株感染组比较,缺失株感染组bEnd.3细胞上gp96的表达在转录(下降67%,p<0.05)和蛋白(下降50%,p<0.01)水平均显著下降,回补组与野生组相比无统计学差异(p>0.05)。以上体外实验结果表明,OmpA可以通过影响受体gp96的表达,促进APEC TW-XM黏附侵袭bEnd.3细胞,并且调节细胞内促炎因子以及紧密连接蛋白的表达,从而影响细菌对BBB的侵袭。为了进一步探究OmpA在APEC TW-XM突破BBB中的体内致病机制,我们对小鼠进行腹腔接种APEC TW-XM菌株,通过对脑膜炎临床神经症状的观察和评分成功构建了 APECTW-XM致小鼠脑膜炎的模型。小鼠的存活实验表明,缺失株感染组存活时间(平均20小时)比野生株感染组(平均11.4小时)显著延长。同时,野生株、缺失株、回补株感染组的死亡率分别为100%(10/10)、40%(4/10)、90%(9/10)。利用伊文思蓝(Evans Blue,EB)测定检测小鼠BBB通透性结果表明,野生株和回补株感染组小鼠脑部明显呈蓝色。EB定量试验结果表明,缺失株感染组的小鼠脑部EB含量相比野生株感染组显著降低37%(p<0.01)。表明APEC TW-XMΔompA缺失株感染的小鼠BBB通透性降低。脑组织的细菌计数结果进一步表明,与野生株感染组相比,缺失株突破BBB定殖小鼠脑内的能力显著下降67%(p<0.01)。之后用qRT-PCR检测小鼠脑组织中炎症因子表达情况的结果表明,与野生株感染组相比,缺失株感染组小鼠脑组织内IL-6、IL-1β、iNOS炎症因子的表达在转录水平均显著下降,分别下降67%、49%、64%(p<0.01),回补株感染组结果与野生组无统计学差异(p>0.05)。利用qRT-PCR和Western blot检测小鼠脑内紧密连接蛋白表达的结果显示,与野生株感染组相比较,缺失株感染组小鼠脑脑组织上ZO-1、Occludin、Claudins-5紧密连接蛋白的表达在转录(分别升高 42%、36%、41%,p<0.01)和蛋白(分别升高 34%、61%、31%,p<0.01)水平均显著升高。回补组表达情况与野生组无统计学差异(p>0.05)。最后,我们利用qRT-PCR和Western blot检测小鼠脑内OmpA蛋白受体gp96的表达,与野生株感染组比较,缺失株感染组的小鼠脑组织上gp96的表达在转录(下降68%,p<0.05)和蛋白(60%,p<0.05)水平均显著下降,回补组gp96的表达与野生组无统计学差异(p>0.05)。上述结果与体外实验结果相一致,均证明OmpA影响APECTW-XM突破BBB引起脑膜炎的致病能力。体外和体内实验结果表明,OmpA可以通过影响受体gp96的表达,促进APEC TW-XM黏附侵袭BBB以及在脑部的定殖,并且调节BBB促炎因子以及紧密连接蛋白的表达,从而影响细菌对BBB的损坏和侵入中枢神经后导致的严重炎症反应。
其他文献
聘禮作爲五禮賓禮之一,在周代社會較爲盛行,其既關涉諸侯國之間的交往是否和諧順利,也牽涉到民眾生活的安穩與否,是中國古代禮儀制度的重要組成部分。本文以《三禮》文獻爲中
在HIV-1的复制周期中,逆转录酶(RT)起着非常关键的作用,也被认为是开发抗HIV药物关键靶标之一。大量研究表明,具有嘧啶环骨架的化合物显示出十分广泛而优秀的生物活性,其中多类嘧啶衍生物表现出优秀的抗HIV-1活性。本论文基于二芳基嘧啶类化合物(DAPYs)和新型嘧啶类逆转录酶抑制剂的构效关系和研究进展。采用分子杂交策略杂合二芳基醚类化合物的分子结构,设计合成了一类结构新颖的IPAPYs(Ind
市场摊区智能监管是智慧城市建设的重要功能之一。对于市场摊区监控目标(包括溢出摊位、占道经营摊位等)采用传统的人工巡查方法效率低下且存在监管漏洞,视频监控方法正逐步被采用,对市场摊区监控目标的自动检测识别方法成为迫切的需求。本文针对这一现状,研究市场摊区监控目标检测识别方法。本文提出了基于运动目标分析的非法摊区检测方法。在禁止摆摊的划线监测区域内通过本文改进的背景差分方法和卡尔曼滤波方法对运动目标进
目前,生物特征识别技术受到国内外安全专家的关注,人脸识别具有非接触、安全性高等优点,但其容易受到面部表情、光强度和遮挡等因素影响。步态识别具有识别距离远、伪装困难等优点,但其容易受到人物情绪、负重和衣着等因素影响。因此,本文研究基于人脸和步态双模态的融合方法,提高识别的准确性。另外,提出结合步态双视角融合和区域下采样的方法,提高系统的运行效率和鲁棒性。本课题的研究内容主要包括:1、人脸和步态的预处
随着航天技术的不断发展,载人深空探测项目不断推进,深空通信业务中对流媒体传输业务的需求日益增加,针对深空环境下流媒体传输协议的研究也越来越多,先后出现了基于容迟/容断网络的束流服务协议(Bundle Stream Service,BSS)和RTPover DTN(Real-time Transport Protocol over Delay/Disruption Tolerant Network)
真核生物基因组被有序地组织压缩形成染色质,染色质可以分为两种:常染色质和异染色质。异染色质被高度凝缩,这种致密的结构对维持染色体完整性和稳定性,以及转座子沉默至关重
在快速发展的智能交通领域,采用单一传感器的车辆检测系统已经很难满足行业对信息多样化的要求,因此多传感器融合的车辆检测系统是行业发展趋势。视频检测系统能够快速、准确地识别目标,并且可以显示实时画面;微波雷达检测系统具有检测距离远、受天气影响小等优点。本文将微波雷达与视频检测到的信息融合,充分利用多传感器的优点,实现多参数提取和系统功能的多样化。本文利用线性调频连续波雷达进行距离测量、速度测量、角度测
钢管混凝土结构因其具有承载力高、截面模量大、塑性韧性好、耐久性好、便于施工、抗震性能好等诸多优点,使其在实际建筑工程中得到广泛的应用,众多学者对其力学性能进行了详细研究。高强混凝土具有抗压强度高、耐腐蚀性较好、抗渗及抗冻性能较好、徐变较小等优点。应用高强钢材较普通强度钢材相比可以减少构件截面尺寸和结构总重量,相应减小焊接工作量,从而提高结构的疲劳使用寿命,也可以减少防锈、防火等涂层的用量,提高建筑
随着大数据时代的到来,信息科学技术不断迅速发展,数据规模呈现快速增长趋势,但在大量相关数据中,数据质量问题普遍存在。数据质量是衡量数据好坏的核心标准之一。一般情况下用这几个数据质量维度来评价数据的好坏:完整性、准确性、一致性和及时性。质量不高的数据会严重影响大数据信息时代下的信息应用。对信息的错误理解,会给人们增添很多不便,甚至造成灾难性的后果。因此迫切的需要对数据质量的相关问题采取措施,数据质量
当今世界,国际竞争十分激烈,文化发展日渐突出。正确应对发展趋势,积极求得发展空间,充分展现大国优势,争得国际话语权,需要我国增强文化自信,建设文化强国。习近平总书记创造性提出文化自信,十九大以后,更是将文化自信提升到重要的理论高度。研究习近平关于文化自信重要论述对于深刻认识、合理把握当前我国文化发展现状,积极学习、认真践行社会主义核心价值观,精心培育、引导规范人们的日常交往行为具有重要意义。习近平