基于群体感应探究五谷虫分泌物抗铜绿假单胞菌机制的实验研究

来源 :大连医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chinasun09
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背景:铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa、PA)是一种机会性致病细菌,可引起医院内感染,对术后、严重烧伤、个体免疫力低下的人的创面均能够引起严重的、多重抗生素耐药性的感染。铜绿假单胞菌被世界卫生组织确认为最具威胁的细菌之一,并被列为研发新抗生素的优先病原体。但是随着抗生素广泛和大量的使用导致细菌的抗生素耐药性迅速传播。毒力因子和细菌生物膜形成是PA致病的重要因素。细菌病原体通过合成不同的化合物和结构,使它们能够定居并对它们的宿主造成损害,这些化合物和结构统称为毒力因子。细菌生物膜的形成是慢性感染创面形成的基础,它们使细菌对抗生素和消毒化学品的耐受性增加,并且能够抵抗吞噬作用和身体防御系统的其他成分。群体感应(QS)是一种细菌间的交流方式,在群体感应过程中,细菌会协调某些基因的表达,来响应小信号分子的存在,以适应因细菌数量增加和营养物质利用率降低而产生的不断变化的环境条件。毒力因子和细菌生物膜的形成均受到QS系统的调节,这为解决铜绿假单胞菌造成的感染提供了新的策略。五谷虫又名水仙子、罗仙子、俗名蛆,是丽蝇科丝光绿蝇及其近缘蝇种的幼虫,是我国传统的中药材之一。在我国《本草纲目》及《本草求源》等古籍中均有被记载。几个世纪以来,五谷虫被用来通过降解、液化和仅摄取失活或坏死组织来清洁伤口,并促进创面愈合。这种生物疗法被称为五谷虫生物清创疗法(Maggot debridement therapy、MDT)。许多研究表明,MDT中的有效成物存在于五谷虫体外分泌物(Excretions/Secretions、ES)中。许多科学家发现其可能具有抗铜绿假单胞菌感染的作用,但仍存在争议,同时其部分抗菌机制尚未阐明。本论文主要通过研究ES对PA群体感应系统所调节的毒力因子和细菌生物膜的影响,在证明ES抗PA有效性的同时,进一步分析其可能抑菌的机制。目的:通过分析ES对PA的生物膜、毒力因子以及QS基因表达水平的影响,证实ES抗PA有效性的同时,探究ES对PA抑制作用的机制。方法:通过测定ES对PAO1菌株的最小抑菌浓度、最小杀菌浓度、及生长曲线绘制来检测ES对PAO1活性的影响。通过吸光光度法和扫面电镜观察来检测ES对PAO1生物膜活性的影响。通过吸光光度法和定量法来检测ES对PAO1毒力因子包括绿脓菌素、总蛋白酶、LasB弹性蛋白酶、LecA凝集素以及浮泳运动能力和丛集运动能力的活性影响。通过qRT-PCR技术检测PAO1群体感应机制的基因表达水平,进一步探讨ES抗PA的机制。结果:ES对铜绿假单胞菌存在抑制作用。ES可以抑制PAO1细菌生物膜的形成。ES对PAO1产生的毒力因子存在抑制作用。ES对PAO1的QS系统中的las I、las R、rhl I、rhl R、pqs A和pqs R的基因表达存在抑制作用。ES对铜绿假单胞菌的抑制作用的机制可能是通过抑制PAO1的QS系统的基因表达来抑制毒力因子的产生和细菌生物膜的形成,进而来达到抑制细菌的目的。同时这种抑制效果存在ES浓度上的依赖。结论:ES对铜绿假单胞菌存在抑制作用。ES可以抑制PAO1细菌生物膜的形成。ES对PAO1产生的毒力因子存在抑制作用。ES对PAO1的QS系统中的las I、las R、rhl I、rhl R、pqs A和pqs R的基因表达存在抑制作用。ES对铜绿假单胞菌的抑制作用的机制可能是通过抑制PAO1的QS系统的基因表达来抑制毒力因子的产生和细菌生物膜的形成,进而来达到抑制细菌的目的。同时这种抑制效果存在ES浓度上的依赖。
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