VirSR-VirAB在单核细胞增生李斯特菌耐药和生物被膜形成中的作用

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双组分系统(two-component system,TCS)由组氨酸激酶和响应调节子组成,是细菌感知并适应外界环境刺激的重要机制。单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes,Lm)是一种食源性致病菌,它含有15个完整的TCSs和1个孤对响应调节子。我们在前期研究中发现VirSR这对TCS中的组氨酸激酶VirS缺失胞外感应域,需要ATP结合盒(ATP-binding cassette,ABC)转运蛋白VirAB的协助才能感应外界刺激,两者组成了一个复杂的TCS/ABC转运蛋白系统。本研究主要调查VirSR-VirAB系统在Lm对抗菌药物耐药及生物被膜形成中的作用。首先构建νirSR-νirAB基因缺失突变株,检测突变株和野生株对抗菌药物的最小抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC)值;然后通过微孔板法、激光共聚焦显微镜和扫描电镜检测野生株EGD-e和突变株的生物被膜形成能力;最后调查VirSR-VirAB在Lm对苯乳酸(Phenyllaetie acid,PLA)耐药中的作用以及PLA对Lm生物被膜形成的影响。主要实验结论如下:(1)在头孢噻肟胁迫下,VirSR-VirAB在野生株EGD-e中的基因转录水平显著提高,表明VirSR-VirAB可能介导Lm对头孢类药物的耐药。我们利用同源重组技术分别构建基因缺失株△νirS、△νirR、△νirSR、△νirA、△νirB和△νirAB,与野生株相比这些缺失株对头孢类抗菌药物的MIC值均明显下降,证明VirSR-VirAB系统参与Lm对头孢类药物耐药。与野生株相比,所有缺失株对乳酸链球菌素(Nisin)和溴化已锭的MIC值也下降,表明VirSR-VirAB还参与Lm对Nisin和溴化已锭的耐药性。在BC作用下,基因缺失株△νirS、△νirR、△νirSR、△νirA、△νirB和△νirAB出现生长缺陷,表明VirSR-VirAB系统参与Lm对苯扎氯铵耐药。(2)微孔板定量检测、激光共聚焦显微技术以及扫描电镜检测结果显示,νirS和virAB参与Lm生物被膜形成,而virR与Lm生物被膜形成无关。突变株△virS和△virAB的粘附力显著下降,而△virR的粘附力无明显变化。与野生株相比,突变株△virR、△νirS和△virAB的运动性无明显差异,运动相关基因flaA、motA和motB在突变株中的转录水平均无明显变化,表明VirSR-VirAB与Lm运动性无关。(3)PLA胁迫下,νirSR和νirAB的基因表达水平没有明显变化;野生株EGD-e和基因缺失突变株△νirS、△νirR、△νirSR、△νirA、△νirB 和△virAB 对 PLA 的 MIC 值均为6 mg/ml;PLA胁迫下,野生株EGD-e对氨苄西林、头孢噻肟、头孢噻吩、头孢他啶、头孢吡肟、卡那霉素和溴化已锭的MIC值均上升;对苯扎氯铵的MIC值下降至原来的1/2;对环丙沙星、四环素、氯霉素和乳酸链球菌素的MIC无变化,PLA胁迫对Lm耐药性产生不确定影响。亚抑菌浓度的PLA对Lm生物被膜形成没有影响,抑菌浓度的PLA能够有效清除已形成的生物被膜。此外,PLA的存在不会影响Lm运动性。
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