副溶血性弧菌的體外比較轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究.pdf

1、副溶血弧菌廣泛存在于淺海的海水中，附著在一些海洋蝦蟹類和軟體生物的體表生長繁殖，是一種重要的食源性致病菌。人們食用被該菌污染的食物后會(huì)導(dǎo)致急性胃腸炎，中毒者的糞便多呈水樣，且常混有粘液或膿血，重癥患者還可出現(xiàn)脫水、休克、昏迷，甚至死亡。此外，副溶血弧菌還可能會(huì)引發(fā)傷口感染和敗血癥。自從1950年被發(fā)現(xiàn)以來，副溶血弧菌常常表現(xiàn)為散發(fā)的流行方式。1996年，在印度的加爾各答市發(fā)現(xiàn)了一種新的03：K6流行菌株，隨后在東南亞、南北美洲，甚至歐洲

2、和非洲的一些國家都發(fā)現(xiàn)了這種菌株及其變異株的流行，這表明副溶血弧菌出現(xiàn)了世界范圍內(nèi)的大流行。目前，在我國，特別是在一些沿海城市，副溶血弧菌食物中毒案例已在數(shù)量上超過沙門氏菌，成為首要的食源性致病菌。因而，有必要對(duì)副溶血弧菌的生物學(xué)特性、毒力因子、發(fā)病機(jī)制等進(jìn)行深入的研究。 副溶血弧菌為革蘭染色陰性的嗜鹽弧菌，在含NaCl2％～4％的培養(yǎng)基中生長良好，最適生長溫度為37℃，pH值范圍是7.4～8.0。在自然界中，海水的溫度一年四季

3、都在不停的發(fā)生著變化，副溶血弧菌必須在冬天的時(shí)候幸存下來才能在海水溫度升高時(shí)進(jìn)行繁殖。副溶血弧菌寄生于海產(chǎn)品中，而海產(chǎn)品在收獲后的各種加工處理過程中，必然會(huì)面臨著清洗、冷凍儲(chǔ)存、酸化處理等變化。人體的胃腸道正常體溫一般為37℃，外界一般為低溫環(huán)境。同時(shí)在人體的口腔和胃內(nèi)，存在著低鹽和酸性的環(huán)境。顯而易見，副溶血弧菌的生活史決定了其必須適應(yīng)外界環(huán)境和宿主的各種條件變化，才能感染宿主并在不同的環(huán)境條件下得以生存和繁殖，而在這些適應(yīng)性反應(yīng)中，

4、必然會(huì)伴隨著副溶血弧菌基因轉(zhuǎn)錄水平的改變。為了研究這種復(fù)雜的應(yīng)對(duì)調(diào)節(jié)機(jī)制，我們根據(jù)副溶血弧菌在上述傳播和感染過程中可能面臨的“脅迫”環(huán)境，設(shè)計(jì)并實(shí)施了多個(gè)體外模擬刺激條件的轉(zhuǎn)錄譜分析，包括不同時(shí)間點(diǎn)的冷誘導(dǎo)刺激，不同低鹽和酸性環(huán)境等刺激因素。 ?；悄懰嵩谝恍┘?xì)菌和很多真核生物中，對(duì)糖、脂肪、蛋白質(zhì)等物質(zhì)代謝和一些離子及微量元素的調(diào)節(jié)中發(fā)揮著重要的作用。在副溶血弧菌寄存的海洋生物體內(nèi)也存在豐富的?；悄懰豳Y源，這些?；悄懰崾欠褚脖桓?/p>

5、溶血弧菌所利用以及如何利用，相關(guān)方面的研究還停留在剛剛起步階段。我們根據(jù)上述情況，采用在改良的最小培養(yǎng)基中添加?；悄懰岬臈l件，并采用不同的作用方式來模擬轉(zhuǎn)錄譜的變化分析。 DNA芯片技術(shù)，具有快速、高效、大規(guī)模和高通量的技術(shù)特點(diǎn)，其應(yīng)用于基因表達(dá)分析，使得基因功能與表達(dá)調(diào)控的研究由針對(duì)單個(gè)基因和蛋白質(zhì)逐步分析迅速轉(zhuǎn)向大規(guī)模平行和快速連續(xù)分析，并且可以對(duì)海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和比較分析。我們實(shí)驗(yàn)室自主開發(fā)和研制了副溶血弧菌的全基因組

6、DNA微點(diǎn)陣芯片，建立了芯片雜交方法，并應(yīng)用這一技術(shù)平臺(tái)對(duì)上述模擬上述的刺激條件進(jìn)行了比較轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析。 應(yīng)用全基因組DNA芯片單個(gè)體外條件的轉(zhuǎn)錄譜分析，我們得到了本研究多個(gè)體外環(huán)境壓力下副溶血弧菌在細(xì)胞代謝和毒力因子等方面的特征轉(zhuǎn)錄譜。通過這些比較轉(zhuǎn)錄譜分析得到了在以上低溫、低鹽和酸性等脅迫條件下基因轉(zhuǎn)錄發(fā)生明顯變化的基因，同時(shí)研究比較了在添加?；悄懰岷蟾比苎【w基因代謝變化的規(guī)律，這也為今后的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的研究提供了一定的理

7、論依據(jù)。 總體來講，我們利用DNA芯片技術(shù)，對(duì)細(xì)菌冷應(yīng)激反應(yīng)的整體轉(zhuǎn)錄變化進(jìn)行了一個(gè)連續(xù)的時(shí)相分析，并進(jìn)行了分簇歸類分析，描繪了細(xì)菌對(duì)冷刺激反應(yīng)的全局性基因轉(zhuǎn)錄變化的概圖。同時(shí)，我們對(duì)副溶血弧菌在低鹽和酸性條件下的基因轉(zhuǎn)錄的獨(dú)特的精細(xì)的變化情況進(jìn)行了詳盡的分析，并找到了涉及生長代謝和致病毒力因子等多個(gè)方面的轉(zhuǎn)錄表達(dá)調(diào)控變化的一些規(guī)律。總結(jié)了細(xì)菌在這些極限環(huán)境中獨(dú)特的“節(jié)能”核心調(diào)控機(jī)制。并掌握了在添加?；悄懰岽碳さ那闆r下，副溶血