AAF1基因在白念珠菌生物被膜形成中的作用研究

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目的:白念珠菌所致深部感染的发病率明显增高,严重病例难以治疗,死亡率高,部分病例与白念珠菌在体内易形成生物被膜有关。本研究主要对AAF1基因在形成生物被膜中的作用和可能机制进行探讨。方法:首先使用基因拼接的方法构建质粒pHS1-U3du3-HS2和自主表达AAF1基因的质粒pHS1-GAAU3-HS2。以CAI4为参考菌株(AAF1/AAF1),采用“Ura-blaster”技术,使用质粒pHS1-U3du3-HS2转化结合5-氟乳清酸(5-FOA)压力筛选,将AAF1基因从基因组完全剔除,然后再转入自主表达质粒pHS1-GAAU3-HS2,构建自主表达菌株。通过表型鉴定和不同引物进行PCR扩增鉴定,构建出实验所需的重组菌株。使用体外形成生物被膜模型和动物模型,通过倒置显微镜和扫描电镜比较AAF1基因缺失菌株、AAF1自主表达菌株和参考菌株在形成生物被膜时的形态学差异。最后使用实时定量逆转录PCR方法检测AAF1基因缺失菌株和AAF1基因自主表达菌株两者的HWP1基因和ALS3基因表达水平,并对差异进行比较。结果:通过基因拼接成功构建了质粒pHS1-U3du3-HS2和pHS1-GAAU3-HS2。成功地将AAF1基因从基因组剔除,构建出菌株M2-2(△aaf1/△aaf1),构建出自主表达AAF1基因的菌株M3(△aaf1/△aaf1+pGAP-AAF1),并通过免疫印迹鉴定。形态学观察不同菌株体外形成的白念珠菌生物被膜发现:菌株M2-2(△aaf1/△aaf1)仅呈稀疏粘附,而菌株M3(△aaf1/△aaf1+pGAP-AAF1)和参考菌株CAI4(AAF1/AAF1)均能形成典型的生物被膜。在白念珠菌形成生物被膜的动物模型上,扫描电镜下显示M2-2(△aaf1/△aaf1)难以形成生物被膜,而M3(△aaf1/△aaf1+pGAP-AAF1)和参考菌株CAI4均形成成熟的生物被膜。实时定量逆转录PCR检测发现:在ALS3基因的表达水平上,M3是M2-2的15.63492倍;在HWP1基因的表达水平上,M3是M2-2的8.817685倍。结论:利用构建出的质粒pHS1-U3du3-HS2和自主表达AAF1基因的质粒pHS1-GAAU3-HS2,成功地构建出AAF1基因完全剔除菌株M2-2(△aaf1/△aaf1)和自主表达AAF1基因的菌株M3(△aaf1/△aaf1+pGAP-AAF1);体内外的实验表明AAF1基因在白念珠菌形成生物被膜过程中起着重要的作用;这种作用可能是通过细胞壁蛋白Als3和Hwp1来实现的。
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