鼠疫菌質(zhì)粒間互作及其與致病性的關(guān)系研究.pdf

1、鼠疫是由鼠疫耶爾森氏菌(以下簡稱鼠疫菌)引起的一種自然疫源性烈性傳染病。在人類歷史上,曾經(jīng)發(fā)生過3次世界鼠疫大流行,給人類帶來過深重災(zāi)難。新中國成立后,鼠疫疫情雖得到有效控制,但近年來,世界鼠疫疫情呈上升趨勢,2000年世界衛(wèi)生組織將鼠疫列為重新抬頭的傳染病。我國鼠疫自然疫源地分布廣泛,動物鼠疫流行面積不斷擴(kuò)大,人間鼠疫病例不斷增加。此外,鼠疫菌又是一種典型的生物戰(zhàn)劑和生物恐怖劑。因此,對鼠疫菌致病機(jī)制的研究對國民健康、社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國

2、家安全具有重要意義。
　　鼠疫菌是由假結(jié)核耶爾森氏菌(以下簡稱假結(jié)核菌)O:1b血清型進(jìn)化而來。典型的鼠疫菌含有3個毒力質(zhì)粒(pMT1、pPCP1和pCD1),其中pCD1是從假結(jié)核菌遺傳下來的固有質(zhì)粒,而pMT1和pPCP1則是通過水平轉(zhuǎn)移從外界獲得的質(zhì)粒。鼠疫菌引起嚴(yán)重的致死性疾病,而假結(jié)核菌只引起溫和的腸道疾病,這說明新獲得質(zhì)粒與鼠疫菌的強(qiáng)致病性密切相關(guān)。那么,新獲得質(zhì)粒與固有質(zhì)粒之間是否存在相互作用呢?若存在相互作用,其對

3、致病性的影響又是如何呢?為了回答上述兩個問題,本文基于田鼠型鼠疫菌201質(zhì)粒缺失突變株,通過毒力分析、基因敲除和蛋白表達(dá)分析等策略,研究了質(zhì)粒間相互作用及其與致病性的關(guān)系。
　　鼠疫菌201株,除含有 pPCP1、pMT1、pCD1外,還含有一個隱性質(zhì)粒pCRY。本研究基于鼠疫菌201株及其15個不同質(zhì)粒缺失株,通過生存分析評價了它們的毒力。結(jié)果表明,pCD1質(zhì)粒是鼠疫菌致病必不可少的,pMT1質(zhì)粒對小鼠有一定的毒力,pPCP1和

4、pCRY單獨(dú)或共存時毒力很低。臟器存活分析結(jié)果顯示,所有含pCD1質(zhì)粒的鼠疫菌株pCD1+pMT1+pCRY+、pPCP1+pCD1+pMT1+、pPCP1+pCD1+pCRY+、pPCP1+pCD1+、pCD1+pCRY+、pCD1+在肝、脾臟器中能分離到活菌,但pCD1+pMT1+例外,這個結(jié)果表明pMT1可能對pCD1質(zhì)粒具有抑制作用,而pPCP1或pCRY卻能抵消 pMT1的這種抑制作用。此后,我們結(jié)合 SDS-PAGE電泳和質(zhì)

5、譜分析的方法,對 pCD1質(zhì)粒編碼的三型分泌系統(tǒng)外膜蛋白(Yops)的分泌情況進(jìn)行了測定,發(fā)現(xiàn)pCD1+pMT1+與其它含pCD1質(zhì)粒的菌株相比,YopN和LcrV的表達(dá)明顯受到抑制,再次證明 pMT1對pCD1質(zhì)粒有抑制作用,而這種抑制作用會因其它質(zhì)粒的存在而消失。
　　為了研究質(zhì)粒間互作與致病性的關(guān)系,我們采用基因敲除的策略構(gòu)建了pPCP1+pCD1+pMT1+?pla、pPCP1+pMT1+?pla、pCD1+pMT1+?y

6、mt和pMT1+?ymt等基因缺失突變株。通過比較這些突變株與未突變株的毒力,證明在pCD1質(zhì)粒缺失的情況下,鼠毒素起主要的毒力作用,同時 pla具有降解鼠毒素的作用。pPCP1+pCD1+pMT1+?pla與pPCP1+pCD1+pMT1+相比,在小鼠臟器中存活能力明顯降低,說明了pPCP1促進(jìn)鼠疫菌在宿主體內(nèi)的感染能力主要由pla負(fù)擔(dān)。pCRY除可能抵消pMT1的抑制作用外,其他功能尚不清楚,但pPCP1、pMT1和pCD1卻是鼠疫