禽致病性大肠杆菌(Avain pathogenic Escherichia coli,APEC)是肠外致病性大肠杆菌(ExPEC)的重要成员,是引起禽类局部或全身性感染的急、慢性传染性细菌病的重要病原。APEC与新生儿脑膜炎大肠杆菌(NMEC)的基因型具有高度同源性,两者的多种毒力基因相似,均可引起宿主脑膜炎。基因毒素Colibactin是细菌产生的一种杂合非核糖体肽/聚酮化合物次级代谢产物,可引起真核细胞染色体不稳定和DNA损伤,其由pks基因岛(clbA至clbS共19个基因)编码合成,而pks基因岛与B2族肠外致病性大肠杆菌的毒力因子(黏附素、溶血素、毒素和铁载体)密切相关,均是导致大肠杆菌性脑膜炎重要的毒力因子,但Colibactin是否与APEC脑膜炎的发生直接相关并不清楚。ClbA是Colibactin合成中的一种磷酸泛肽基转移酶(PPTase)。ClbC是一种编码Colibactin的PKS模块中独特结构的酶。本文利用Red同源重组系统构建了 clbA、clbC缺失株与回补株,探索clbA和clbC基因对Colibactin合成的影响。结果发现,clbA和clbC基因缺失株分别与bEnd.3细胞相互作用时,巨细胞增多症和H2AX组蛋白磷酸化的现象与野生株相比明显减弱,表明clbA、clbC基因的缺失减少了细胞DNA的损伤,影响了 Colibactin的正常合成,说明clbA、clbC基因是Colibactin合成的关键基因。ClbA作为Colibactin合成的关键酶,还可以促进铁载体的产生。RyhB是一种调节细菌铁稳态的非编码小RNA,可调控大肠杆菌clbA的表达。但RyhB对clbA的具体调控机制,以及RyhB是否参与Colibactin装配线上其他基因的调控还不清楚。为此,本研究构建了 APEC ryhB缺失株和回补株,利用qRT-PCR检测了野生株和ryhB缺失株中clbA和clbC基因的转录,结果发现ryhB基因的缺失导致clbA和clbC的表达下调。通过生物信息学预测及双质粒荧光报告系统研究RyhB对clbA和clbC的调控机制,结果显示RyhB对clbA的表达起直接调控作用,而对clbC的表达起间接调控作用。表明Colibactin的合成受RyhB调控。为研究Colibactin是否与APEC脑膜炎的发生直接相关,RyhB作为clbA的调节子是否通过调节Colibactin合成影响APEC致病性。本文利用APEC野生株,clbA,ryhB缺失株和回补株感染小鼠试验检测了一系列脑膜炎相关指标。结果发现,与野生株相比,clbA与ryhB缺失株感染的小鼠角弓反张等神经症状明显减少或消失,血脑屏障通透性未被明显破坏,脑部等各脏器的载菌量以及脑组织中炎症因子的表达均明显下降。clbA回补株很大程度上恢复了其毒力作用,ryhB回补株的毒力也有一定的恢复。以上结果表明clbA和Colibactin与APEC引起的脑膜炎的发生直接相关。而RyhB虽然负调控clbA的转录,但同样与脑膜炎发生相关,推测RyhB通过上调Colibactin以外的其他致脑膜炎相关的毒力基因增强了 APEC XM的致病性。