肺炎克雷伯菌突变株Δcrp的毒力表型分析及调控子CRP对基因KP1_4563的调控

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目的肺炎克雷伯菌CRP是一种整体调控子,调控着众多毒力基因(菌毛、荚膜多糖、铁摄入因子等相关基因)的转录。肺炎克雷伯菌基因KP14563编码产物参与调控Ⅲ型菌毛的表达,生物信息学分析提示CRP可能通过调控KP14563基因转录而影响肺炎克雷伯菌Ⅲ型菌毛的表达,进而调控菌株毒力。分析肺炎克雷伯菌临床分离株WT(wild type).突变株(Δ crp)和回补株(c-△crp)对细胞毒力和小鼠毒力的差别,进一步研究CRP对KP14563基因的调控,为深入研究CRP的调控机制提供了基础。方法首先用肺炎克雷伯菌野生株、突变株和回补株感染A549细胞,观察细胞形态变化并计算黏附的菌量,检测细胞LDH量反应细菌对细胞的毒性。其次,三株不同菌株感染5周龄Balb/c雌性小鼠后,观察4周并记录小鼠状态及死亡情况,用LD50表示菌株毒力的大小。最后,纯化CRP蛋白,与KP14563基因片段进行EMSA实验,观察转录调控子CRP对KP14563基因启动子区是否有直接结合。结果细胞黏附实验显示突变株对细胞的黏附菌量(logCFU=4.122)均低于野生株(logCFU=5.145)及回补株(logCFU=4.915)。经过摸索,细胞活性测定实验,确定以MOI=1000的菌量感染A549细胞8h,反应上清稀释10倍为最佳反应条件。突变株对细胞毒性百分比(19.54%)明显低于野生株(70.69%)。小鼠经腹腔注射菌液后,连续4周每天观察,发现空白对照小鼠无异常症状出现,而经腹腔感染KP野生株WT菌后,在24小时内可出现死亡,有四肢抽搐、运动不活泼、呼吸困难、竖毛、尾部痉挛等症状,回补株的LD50=104.5与野生株LDso=104.3接近,而突变株Δcrp的毒力(LDso=105.3)低于野生株和回补株。EMSA实验证明CRP蛋白能够特异性形结合到KP14563基因的启动子区,有明显的阻滞条带,说明该基因受CRP蛋白的直接调控。结论crp基因敲除后,Δ crp株对细胞的毒力及黏附力明显下降,肺炎克雷伯菌CRP对菌株毒力及黏附力起正向调控的作用。EMSA实验结果表明CRP蛋白能够直接结合到KP14563基因的启动子区。推测转录调控子CRP可能通过调控KP14563基因转录而影响菌株Ⅲ型菌毛的表达,进而调控菌株毒力。
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