化脓隐秘杆菌神经氨酸酶对山羊子宫内膜上皮细胞炎性反应的作用研究

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:songshaona
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子宫内膜炎是家畜生殖系统的常见疾病,多发生于母畜分娩后,对动物的子宫内膜与卵巢造成损伤,使其发情和妊娠受到影响,导致动物繁殖障碍甚至死亡,严重危害畜牧业健康发展。致病微生物及其毒力因子,是造成子宫组织损伤、导致子宫内膜炎症反应的重要原因。化脓隐秘杆菌是引起家畜子宫内膜炎的主要致病菌之一,目前,由于缺乏有效疫苗,该菌感染的防治困难重重。深入揭示化脓隐秘杆菌的致病机制是研发该菌感染防控制剂的关键。细菌的神经氨酸酶(Neuraminidase,NA)可裂解宿主体内糖结合物末端的神经氨酸残基,有助于菌体实现在宿主体内的定植、穿透和扩散,是细菌的重要毒力因子之一。该家族在化脓隐秘杆菌中共有2个成员,Nan H和Nan P,存在于菌体细胞壁外。目前对于化脓隐秘杆菌NA的研究较少,尚不清楚其对该菌毒力的影响。因此,深入探究Nan H和Nan P在化脓隐秘杆菌致病过程中的作用,对于进一步明确该菌引发子宫内膜炎的致病机制具有重要意义。本研究通过抑制化脓隐秘杆菌NA的活性,检测分析NanH和Nan P对该菌生长增殖、感染致病及生物被膜形成的影响;构建p ET-32a-nan H、p ET-32a-nan P重组原核表达载体,利用大肠杆菌表达系统获得重组蛋白;通过细胞学试验,分析Nan H、NanP刺激山羊子宫内膜上皮细胞(goat Endometrial Epithelial Cells,g EECs)发生炎性反应的作用,检测其与TLR4/NF-κB炎性信号通路间的关系,为深入揭示化脓隐秘杆菌引起山羊子宫内膜炎的分子机制奠定基础。主要试验结果如下:(1)使用奥司他韦酸抑制化脓隐秘杆菌NA的活性,通过绘制生长曲线发现,抑制NA对该菌的生长增殖无显著影响(p>0.05);通过结晶紫染色法发现,抑制NA后该菌的生物被膜形成速度显著减慢(p<0.05)。使用NA受抑制与未受抑制的化脓隐秘杆菌分别感染gEECs,通过细胞裂解液菌落计数与免疫荧光技术发现,抑制NA后,菌体黏附、侵入g EECs的能力显著减弱(p<0.05),但其在g EECs胞内存活情况不受影响;通过q PCR技术发现,抑制NA会显著下调化脓隐秘杆菌引起的g EECs炎性基因IL-6、TNF-α、IL-1β及IL-8的转录表达水平(p<0.05)。(2)利用PCR技术克隆nanH、nanP基因,构建pET-32a-nan H、p ET-32a-nan P重组原核表达载体,诱导表达并纯化出具有NA活性的rNanH、rNanP重组蛋白。使用终浓度为1μg/m L的rNanH、2.5μg/m L的rNanP分别处理g EECs,q PCR与Western Blot结果显示,rNanH、rNanP的处理均可显著上调IL-6、TNF-α、IL-1β及IL-8的转录表达水平(p<0.05),显著上调TLR4/NF-κB通路中TLR4、My D88、NF-κB的转录表达水平、TLR4的蛋白表达水平及NF-κB的p65亚基磷酸化水平(p<0.05),还可显著上调NLRP3、caspase-1的转录表达及NLRP3的蛋白表达(p<0.05);抑制NA活性可显著下调rNanH、rNanP对上述促炎细胞因子及信号通路的影响(p<0.05)。说明Nan H和Nan P可分别通过g EECs中的TLR4/My D88/NF-κB通路以及NLRP3炎性小体的形成引发炎性反应。使用终浓度相同的rNanH、rNanP分别单独或联合处理g EECs,q PCR结果显示,与rNanH或rNanP单独处理组相比,联合处理组的IL-6、TNF-α、IL-1β及IL-8的转录水平均无显著变化(p>0.05),说明Nan H和Nan P无明显协同作用。使用1μmol/L的TAK-242特异性抑制g EECs TLR4的激活,并使用rNanH、rNanP分别处理,q PCR、Western Blot与免疫荧光结果显示,当TLR4受抑制后,显著封阻了rNanH、rNanP对g EECs的NF-κB及NLRP3相关炎性通路的影响(p<0.05)。说明Nan H、Nan P能经TLR4识别,通过TLR4激活NF-κB,且该通路与NLRP3炎性小体的形成密切相关。综上,本研究表明NanH、NanP能够加强化脓隐秘杆菌对g EECs的黏附、侵入能力,加快该菌生物被膜的形成速度;Nan H、Nan P能经TLR4识别,激活TLR4/My D88/NF-κB炎性信号通路并促进下游的NLRP3炎性小体的形成,引起g EECs炎性反应,为揭示化脓隐秘杆菌引起子宫内膜炎的分子机制奠定基础。
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