幽门螺杆菌hp0530基因功能的初步研究

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目的:  幽门螺杆菌(Helicobacter Pylori,H.pylori)是唯一可以定植在人和动物胃粘膜的革兰阴性、呈多形性的微需氧细菌,是消化道疾病的主要致病菌,与某些消化道之外的疾病也要有一定关系,世界范围内感染率超过60%[1]。H.pylori的CagA等毒力因子是通过Cag致病岛编码的IV型分泌系统注入宿主细胞中,经过一系列的级联反应发挥其毒力作用而致病。目前关于cag致病岛基因的功能尚未完全明确,其致病机制也在研究之中。因此,本文以cag致病岛中的hp0530基因为研究对象,通过分子生物学、微生物学等技术初步探讨了hp0530基因的功能。  方法:  1.克隆与表达hp0530基因  根据Genbank中H.pylori26695全基因序列,利用Primer Premier5.0设计引物,PCR扩增获得hp0530抗原性较强的基因片段,构建原核表达载体pET-28a(+)-hp0530,导入表达工程Rosetta;经IPTG诱导,SDS-PAGE电泳鉴定,Ni2+-NTA柱分离纯化;复性浓缩得到重组Hp0530融合蛋白。  2.制备鼠源多克隆抗血清  纯化后的Hp0530融合蛋白免疫昆明小鼠,制备抗hp0530多克隆抗血清,酶联免疫吸附法(ELISA)检测抗血清效价。  3.构建与鉴定hp0530基因缺失株  利用基因打靶技术,设计PCR引物并扩增hp0530基因上下游同源臂片段,构建hp0530基因缺失株重组自杀质粒,即pBlueKM40-△hp0530::kan。电转化法使自杀质粒转入H.pyloriNCTC26695菌体中,利用卡那霉素抗性筛选出同源重组成功的阳性菌株,并使用PCR、酶切等技术验证后,得到H.pylori hp0530基因缺失株:△hp0530。  4.检测△hp0530的生长繁殖状况  (1)检测正常培养不同时间点的野生株26695和缺失株△hp0530的OD值,比较二者的生长情况。  (2)检测将野生株26695和缺失株△hp0530与胃上皮细胞GES-1分别共同培养后的不同时间点的细胞数,比较二者的生长情况。  5.检测hp0530蛋白的亚细胞定位  收集并裂解与胃上皮细胞共培养的幽门螺杆菌,采用超高速离心法对其进行亚细胞分离,分离后的组分包括膜蛋白(包括内膜和外膜)、胞质蛋白以及周质间隙蛋白。利用western blot实验,以鼠抗hp0530多克隆抗血清为一抗,明确hp0530蛋白在菌体中的亚细胞定位  6.检测与胃上皮细胞GES-1共培养后的△hp0530缺失株对CagA蛋白的转运、和宿主细胞IL-8分泌功能的影响。  结果:  1. PCR扩增获得hp0530的部分基因片段为510 bp,相对分子质量约为24 KD。  2.克隆表达技术及动物实验获得了重组hp0530融合蛋白的多克隆抗血清,其效价为1:32000  3.成功构建了hp0530基因缺陷重组自杀质粒pBlueKM40-△hp0530::kan,并获得了H.pylori hp0530基因缺陷株:△hp0530。  4..生长曲线绘制结果显示:△hp0530缺失株的生长状况与野生株26695比较没有明显差别,对宿主细胞的侵袭亦没有明显差异,并且不影响CagA蛋白的转运,但影响宿主细胞分泌IL-8的量。  5. Western Blot实验结果表明hp0530蛋白位于细菌膜组分,包含内外膜部分。  结论:  野生株26695的hp0530的较好抗原性的一段基因为510 bp,相对分子质量约为24 KD;其编码蛋白hp0530位为细菌体膜部分;hp0530基因的缺失不影响CagA蛋白的转运,但降低H.pylori诱导宿主细胞分泌IL-8的能力。
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