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研究背景结核病(Tuberculosis,TB)是由结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)感染而导致的慢性传染病,可侵袭累及许多人体脏器。由于结核病治疗周期长,缺乏新型有效的药物,导致耐多药结核病(multi drug resistant tuberculosis,MDR-TB)出现,使消灭结核难度加剧。卷曲霉素(capreomycin,CAP)是常用的注射类二线的药物之一,CAP耐药与基因tlyA相关。但是具体的药物抗性的机制却尚未明确。研究目的通过使用多组学研究方法,对卷曲霉素耐药株和野生株进行对比分析,结合多组学结果找出可能的耐药通路。研究方法用药物梯度诱导稳定耐药的结核分枝杆菌,对卷曲霉素耐药基因tlyA和rrrs进行测序。进一步做交叉耐药实验。挑选出的耐药株与野生株进行基因组、蛋白质组和代谢组学三个水平的差异分析,并对结果做验证实验,进一步寻找可能的耐药通路。研究结果我们在体外诱导产生了稳定的CAP耐药模型,包括tlyA缺失突变和点突变。通过交叉耐药等实验,解释了CAP临床分离与实验室诱导突变不一致的现象,并证明与CAP耐药最相关的基因是tlyA;通过蛋白质组学实验,我们发现了CAP~r菌株核糖体蛋白高表达,并结合已发表的研究推测:微生物会通过高表达核糖体蛋白作为应对作用在核糖体的抗生素的补偿机制;结合多组学实验以及毒力和表型实验结果,我们得出:两种不同的tlyA突变的耐CAP结核菌株(CAP~r1(MIC>40?g/ml)和CAP~r2(MIC>10?g/ml)),在蛋白质和代谢物上差异明显,提示tlyA缺失突变有更加复杂的耐药机制;多组学结果以及表型实验表明CAP~r1菌株的耐药性可能与甘油磷脂代谢和甘油脂代谢通路相关;蛋白组学实验结果显示CAP~r1中AdoMet-MT蛋白表达下降,初步推测,rRNA甲基化受抑制除tlyA失活导致2’-O-甲基转移酶无法正常甲基化之外,还有S-腺苷-L-甲硫氨酸依赖性甲基转移酶(AdoMet-MT)相关蛋白表达下降使甲基化供体S-腺苷甲硫氨酸(SAM)减少,这也可以抑制正常甲基化。研究结论总的来说,我们的结果表明Mtb的卷曲霉素抗性是多种抗性机制协同作用的结果,而不仅仅是基于tlyA突变。本研究有助于我们更清楚地了解Mtb对CAP的耐受性,为结核病的治疗和开发新一代肽类抗生素提供理论支撑和新的思路。