MRSA和MSSA对MAC-T细胞的黏附、侵袭、凋亡及转录组差异的研究

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金黄色葡萄球菌是牛乳房炎的主要致病菌之一。随着抗生素的问世以及在各国的普及,近年来,耐药菌株频繁出现。其中,耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(Methicillin-resistant Staphylococcus aureus,MRSA)是最常见的耐药菌之一。国内外乳源MRSA的检出率逐年增加,成为世界各国防治的重要难题。为了分析评估MRSA和甲氧西林敏感性金黄色葡萄球菌(Methicillin-sensitive Staphylococcus aureus,MSSA)感染MAC-T细胞的关键致病机制及转录组的差异,本研究采用平板计数法和流式细胞仪测定MRSA和MSSA感染MAC-T细胞不同时间段(感染后2 h、4 h、6 h、8 h和12 h)的黏附率、侵袭率及其诱导细胞凋亡的能力,并利用RT-qPCR检测不同时间段金黄色葡萄球菌黏附素的相对表达量。通过转录组技术,分析MRSA和MSSA感染MAC-T细胞后与黏附、侵袭和诱导细胞凋亡相关信号通路的差异。并使用Western-Blot检测凋亡、炎性相关蛋白的表达情况,并分析MRSA和MSSA感染细胞关键步骤的不同。主要研究结果:(1)MRSA对MAC-T细胞的黏附和侵袭能力比MSSA更强,而MSSA不存在侵袭MAC-T细胞的能力。(2)MRSA感染组黏附素基因clfA、FnbA、CNA的mRNA表达量随着感染时间逐渐上升,8 h达到峰值,随后出现下降,FnbB的表达量随着感染时间持续升高;MSSA感染组clfA、FnbA表达量随着感染时间逐渐上升,8 h达到峰值,随后出现下降,FnbB、CNA的表达量随着感染时间持续升高。并且MRSA感染组黏附素的表达量高于MSSA组。(3)使用流式细胞仪和荧光标记的膜联蛋白V(Annexin-V)和碘化丙啶(PI)的凋亡试剂盒对MRSA和MSSA分别感染的MAC-T细胞进行凋亡检测,结果表明MRSA和MSSA均能诱导MAC-T细胞发生不同程度的凋亡。在感染的前8h,MRSA诱导细胞凋亡的能力显著高于MSSA(P<0.05),而感染12 h时,MSSA诱导细胞凋亡能力反而强于MRSA(P<0.05)。(4)MRSA与MSSA人工感染MAC-T细胞转录组学的分析结果表明,MRSA和MSSA感染MAC-T细胞后,激活的信号通路有差异,即使在同一信号通路中表达的基因也并不相同。在MRSA感染组中筛选到41条与黏附、侵袭、凋亡和炎症相关的KEGG信号通路,在MSSA感染组中筛选到36条相关的KEGG信号通路;但是细菌侵入上皮细胞通路只存在于MRSA感染组中。此外,二者感染MAC-T细胞后,相关凋亡及炎性因子TNF-α、IL-6、Bcl-2、切割后Caspase3和磷酸化p65的蛋白表达水平也存在差异。结论:(1)MRSA和MSSA对MAC-T细胞的黏附、侵袭及诱导细胞凋亡的能力显著不同。(2)MRSA和MSSA感染细胞后,激活的与黏附侵袭、凋亡及炎症相关的信号通路不一致,并且炎性和凋亡相关蛋白的表达水平也存在差异。(3)不同耐药性金黄色葡萄球菌感染MAC-T细胞的致病机制不同。
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