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昆虫病原线虫共生菌是一类与昆虫病原线虫互惠共生的革兰氏阴性细菌,属肠杆菌科,存在于昆虫病原线虫肠道内,分为两个属——致病杆菌属(Xenorhabdus sp.)和发光杆菌属(Photorahbdussp.),分别与斯氏线虫(Steinernema)和异小杆线虫(Heterorhabditis)共生,具有广谱高效杀虫、抑菌及抗肿瘤等生物活性,体外培养过程中会发生不可逆的表型改变,由初生型(Ⅰ型)转变为次生型(Ⅱ型)。本研究完成了昆虫病原线虫共生菌的分离与鉴定,研究了分离菌株的多功能生物活性和生长培养特性,探索了将其作为抗肿瘤靶向菌剂的抗肿瘤效果和作用方式,得到了分离菌株产生的具有高效抗肿瘤活性的小分子次级代谢产物。采用大蜡螟诱集法从长沙岳麓区和常德德山区采集回来的土样中直接分离得到3株昆虫病原线虫共生菌,通过菌落形态观察、镜检、全蛋白质图谱比对以及16S rRNA基因同源性分析等一系列方法鉴定3株细菌均属致病杆菌X. stockiae,分别命名为X. stockiae HN_xs01, X. stockiae HN_ds01和X. stockiae HN_dsO2,并将16S rRNA基因序列提交上Genbank,获得登陆号分别为HQ840745.1、 JQ219853.1和JQ219854.1。根据初步的生物功能检测,选取X.stockiae HN_xs01,对其生长曲线、最适pH值、最适生长温度、培养过程中pH值变化情况及抗生素抗性等生长特性进行了研究。对比分析了X. stockiae HN_xs01两种型态菌株的抑菌、杀虫及抗肿瘤活性。结果表明该细菌对金黄色葡萄球菌、鼠伤寒沙门氏菌、赖氨酸芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、产气肠杆菌等多种病原细菌具有较强的抑菌作用,初生型菌株较次生型具有更强的抑菌活性；对棉铃虫、大蜡螟等农业害虫具有高效杀虫毒性,两型态菌株间的杀虫毒性没有明显差异；对小鼠黑色素瘤细胞B16、人宫颈癌细胞Hela.人类上皮癌细胞A431和人类慢性骨髓瘤细胞K562等肿瘤细胞具有较高的细胞毒性,在细胞培养液中只需加入2.78%的X.stockiae HN_xs01 72 h发酵培养液上清原液即可达到对B16细胞的半抑制剂量,两型态菌株间的抗肿瘤细胞毒性没有明显差异。本论文首次尝试了将昆虫病原线虫共生菌致病杆菌作为一种抗肿瘤靶向菌剂,并取得了较好的效果。研究了X.stockiae HN_xs01通过瘤内注射和静脉注射C57BL/6荷瘤小鼠后,对小鼠自身及其肿瘤生长的影响,发现该细菌在一定的注射剂量范围内,能积聚于小鼠肿瘤内生长繁殖并能明显抑制小鼠肿瘤生长及肺转移,同时,具有非常强的肿瘤靶向性和较小的毒副作用,在肝、肾和脾等器官内,能被机体免疫系统完全清除。通过HE染色,初步推断该细菌在机体内主要以抗肿瘤微血管生成、诱发肿瘤部位炎症反应和产生抗肿瘤活性次级代谢产物等三种作用方式达到抗肿瘤效果。通过吸附层析、离心、过滤、萃取、高效液相色谱、液质联用质谱和核磁共振等技术方法,从X.stockiae HN_xs01 72 h发酵培养液中分离纯化并鉴定了4种具有较高抗肿瘤活性的小分子次级代谢产物XS560、XS674、XS787和XS845,其中XS845为大环内酯类化合物,XS560、XS674、XS787为苯乙酰胺类衍生物,XS787抗肿瘤效果最强,对人类慢性骨髓瘤细胞K562半抑制剂量为1.5 μg/ml。