铜绿假单胞菌pvdQ基因对群集运动中抗生素抗性的影响及作用机制的研究

论文摘要

目的：观察铜绿假单胞菌pvdQ基因对群集运动（Swarming motility）中抗生素抗性的影响及作用机制的研究。构建铜绿假单胞菌酰基酶编码基因pvdQ基因的高表达株和突变株,观察pvdQ基因对群集运动的影响及在群集运动条件下对抗生素抗性的改变及其作用的机制。方法：利用电穿孔的方法构建pvdQ基因的空质粒株、高表达株和突变株,并用荧光定量PCR比较上述三种菌株在铜绿假单胞菌PAO1野生株中的表达。将PAO1野生株、pvdQ基因的空质粒株、高表达株和突变株分别置于群集运动琼脂培养基中过夜仪培养观察比较群集运动直径的大小。用E试验法测PAO1野生株和pvdQ基因的高表达株的MIC值。根据MIC值将PAO1野生株和pvdQ基因的高表达株置于含有不同浓度抗生素的培养皿中过夜培养,比较两者群集运动直径的大小。将PAO1野生株和高表达株在电镜下观察群集运动细胞的形态。采用结晶紫染色法,观察比较PAO1野生株和pvdQ基因的高表达株培养24h,24h和72h的生物膜的生长情况。在激光扫描共聚焦显微镜F观察PAO1野生株和pvdQ基因的高表达株生长24h,24h和72h时生物膜的厚度。用荧光染料NPN在荧光分光光度计中比较PAO1野生株和pvdQ高表达株对膜通透性的改变。采用荧光定量PCR法比较PAO1和pvdQ高表达株多重耐药外排泵MexAB-OprM的oprM基因和MexGHI-opmD的1nexI基因的表达。结果：荧光定量PCR结果显示,成功构建pvdQ基因空质粒株、高表达株和突变株。比较四株菌的群集运动直径变化：空质粒株与PAO1野生株相比较,直径无显著变化（P>0.05）；突变株与PAO1野生株相比较,直径减小（P<0.05）；高表达株与PAO1野生株相比较,直径增大（P<0.05）。E试验结果显示铜绿假单胞菌对上述5中抗生素均敏感,而PAO1野生株和pvdQ高表达株之间差异不明显。比较PAO1野生株和pvdQ高表达株两株菌在含有不同浓度抗生素的培养皿中群集运动直径大小：抗生素浓度成倍增加,但群集运动直径不是成倍下降而是成不规则增加,说明PAO1野生株和高表达株均能提高抗生素抗性；PAO1在头孢他啶浓度>8μg/ml,环丙沙星浓度>0.4μg/ml,美罗培南浓度>4μg/ml,多粘菌素B浓度>16μg/ml,庆大霉素>8μg/ml时群集运动被抑制；而pvdQ高表达株是在头孢他啶浓度>32μg/ml,环丙沙星浓度>1.6μg/ml,美罗培南浓度>16μg/ml,多粘菌素B浓度>64μg/ml,庆大霉素浓度>64μg/ml时群集运动被抑制。因此,pvdQ高表达株与PAO1野生株相比抗性提高了2-8倍。电镜观察结果：pvdQ高表达株分化的群集细胞与PAO1野生株相比较细胞变长,核质增多。结晶紫染色的结果显示：培养24h PAO1野生株、高表达株和突变株形成的生物膜厚度差异无统计学意义（P>0.05）,培养48h和72h时与PAO1野生株相比高表达株生物膜明显变薄（P<0.05）,PAO1野生株与突变株相比较突变株生物膜明显增厚（P<0.05）用激光共聚焦显微镜观察PAO1野生株和pvdQ高表达株在培养12h,24h和72h时生物膜的厚度,结果发现：72hpvdQ高表达株较PAO1野生株生物膜明显变薄。将pvdQ基因与外膜通透性、多重耐药外排泵基因做了相关性的研究,研究结果显示：pvdQ高表达株与PAO1野生株相比较,pvdQ高表达株能够明显降低外膜通透性。对多重耐药外排泵基因表达的结果显示：oprM基因和mexI基因在群集细胞中,PAO1野生株和pvdQ高表达株的表达明显高于浮游细菌细胞,但群集细胞之间的比较PAO1野生株和pvdQ高表达株的oprM基因和mexI基因表达无明显差异（P>0.05）结论：pvdQ高表达株促进群集运动直径,突变株则抑制群集运动直径,说明pvdQ基因可能参与调控铜绿假单胞菌PAO1野生株的群集运动。在群集运动条件下铜绿假单胞菌pvdQ高表达株与PAO1野生株相比较能够将头孢他啶、环丙沙星、美罗培南、多粘菌素B和庆大霉素的抗性提高2-8倍,细菌群集运动被抑制的抗生素浓度均显著性的高于MIC值。pvdQ基因在浮游细菌中参与改变抗生素抗性的可能很小,而在群集运动过程中可能是通过参与群集细胞的分化,降低外膜通透性来实现的,但不排除多重耐药外排泵的协同参与。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 第一部分
• 摘要
• 引言
• 材料和方法
• 结果
• 讨论
• 参考文献
• 第二部分
• 摘要
• 引言
• 材料和方法
• 结果
• 讨论
• 参考文献
• 第三部分
• 摘要
• 引言
• 材料和方法
• 结果
• 讨论
• 参考文献
• 结论
• 综述
• 参考文献
• 缩略词对照表
• 附录
• 致谢