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目的荚膜多糖是肺炎链球菌重要毒力因子。通常鼻咽部定植的肺炎链球菌荚膜多糖含量较低,发生侵袭感染后荚膜多糖表达增加。转录水平的调控是—种常见的生物性状调控方式,但荚膜多糖合成调控的相关调控子和调控机制至今尚不清楚。我们前期利用DNA pulldown技术筛选到多个候选蛋白能结合cps操纵子启动子区域,其中SPD 0064蛋白隶属GntR转录因子家族。本研究探讨的是SPD 0064对荚膜多糖操纵子转录调控的调控效应和分子机制,明确相关宿主刺激因素,并揭示SPD 0064依赖的荚膜多糖合成调控在肺炎链球菌侵袭致病中的作用。方法采用凝胶电泳迁移率实验(Electrophoretic Mobility Shift Assay,EMSA)明确SPD0064与cps操纵子启动子区结合,采用DNaseⅠ footprinting实验寻找具体的结合序列,进一步通过结合位点定点突变实验分析结合位点的特异性;构建肺炎链球菌D39型SPD0064缺陷菌和D39型SPD 0064异位回补过表达菌,在此基础上构建cps-LacZ报告菌,通过检测p-半乳糖苷酶活性分析SPD0064缺失对cps操纵子转录水平影响;同时提取野生菌和SPD0064缺陷菌总RNA,qPCR检测cps2A-cps2C基因的转录水平,利用Dot blot和ELISA方法分析野生、缺陷、过表达菌三种菌株CPS含量;体内定点突变SPD 0064与cps操纵子启动区结合位点,分析突变后启动子启动效率;改变培养基中葡萄糖浓度和培养环境温度,寻找体外调控SPD 0064表达的影响因素;构建败血症模型和定植模型,分析各组小鼠生存时间和鼻腔灌洗液细菌载量,明确SPD 0064介导的荚膜多糖合成在细菌侵袭致病中的作用。结果EMSA实验显示SPD0064能与cps操纵子启动子区域特异结合,DNase I footprinting实验明确SPD0064结合的具体DNA序列为一段33 bp的片段(5’-TGTCATGTTCTTATTTCATTTTACTATAT-TTTT-3’),位于转录起始位点上游89-121个核苷酸处;β-半乳糖苷酶活性实验结果显示SPD0064基因缺陷后细菌cps转录水平上调20%;qPCR结果显示,相比野生菌,SPD 0064缺陷菌cps2A-C mRNA水平平均增加了6倍;Dot Blot和ELISA方法分析表明SPD 0064缺陷菌较野生菌CPS表达水平上调59%,SPD 0064异位回补过表达菌在SPD 0064蛋白为野生菌的2倍时,CPS表达水平下调57%;特异性结合位点体内定点突变后,相比于野生型,突变后启动子启动效率显著上调;体外培养条件下,当葡萄糖浓度低于正常培养基葡萄糖浓度时,SPD 0064蛋白表达量随葡萄糖浓度下调而下调,而CPS表达量随葡萄糖浓度下调而上调,但随温度变化而无明显变化;在小鼠败血症模型中,相比感染野生菌的小鼠,感染缺陷菌的Balb/c小鼠中位生存时间显著缩短;而小鼠定植模型中,感染缺陷菌的小鼠其鼻咽部细菌载量显著低于野生菌组。结论GntR型转录因子SPD0064通过直接结合cps操纵子启动子负性调控肺炎链球菌荚膜多糖操纵子转录和荚膜多糖表达,这种调节与环境葡萄糖浓度有关,SPD 0064介导的荚膜多糖合成影响细菌毒力和粘附能力,在细菌侵袭感染中具有重要作用。