铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa,PA)是假单胞菌属中的主要种别,可在自然界中广泛存在。PA是一种革兰氏阴性条件致病菌,可诱发多种动植物发生感染,尤其是当人体处于免疫力低下、患有代谢性疾病或开展侵入性诊疗时,常可在多部位引发致命感染。PA强大的环境适应能力、复杂的毒力系统及耐药机制使其具有难以彻底清除、感染致死率高、治疗难度大的特点。因此,深入研究其毒力及致病机制,或可为PA感染的预防与治疗带来新的理论依据。细菌毒力是其宿主致病性的重要决定因素,毒力通常由侵袭力、毒素及毒力分泌系统等组成。PA含有众多毒力组分,包括了菌体组分相关的成分,如脂多糖、鞭毛及菌毛,胞外分泌性毒力因子/蛋白,如蛋白酶、绿脓素和绿色荧光素等,毒力分泌系统由三型分泌系统(TypeⅢsecretion system,T3SS)等组成。PA的三型分泌系统在PA急性感染中发挥重要作用,可将毒性效应蛋白ExoS/T/Y/U注入宿主细胞,促进宿主细胞的炎症反应及凋亡。细菌毒力可通过多种机制进行调节,其中群体感应(quorum sensing,QS)系统是PA毒力调节的主要机制之一。PA拥有目前已知的最大的细菌基因组,但大量基因的功能尚不明确,PA1864基因便是PA功能未知的基因之一。PA1864基因长度为651bp,基因表达产物PA1864蛋白由216个氨基酸组成,分子量为23.9kDa,定位于细胞质中。根据Pseudomonas Genome Database数据库提供的生物信息学预测,PA1864可能作为一种转录调节因子参与基因表达调节,与PA的宿主致病性及细菌毒力可能有关。为评价PA1864基因在PA毒力及致病性中的作用,本研究首先通过Red同源重组系统,在野生型铜绿假单胞菌PAO1的基础上进行PA1864基因原位敲除,获得PA1864基因敲除菌株(△PA1864);通过比较PAO1与△PA1864急性肺感染小鼠的生存/死亡情况、体重变化、肺部组织水肿、肺部组织炎症情况等指标,发现△PA1864的宿主致病性明显低于PAO1;通过比较PAO1与△PA1864感染A549肺癌细胞后细胞活性及凋亡情况,发现△PA1864的细胞毒性明显低于PAO1。为进一步评价PA1864基因在PA毒力中的作用,本研究对PA1864基因敲除后PA毒力因子/蛋白及T3SS情况进行了检测,结果发现PA1864基因敲除对PA分泌性蛋白酶、绿色荧光素无明显影响,但可导致PA绿脓素分泌增多、PA运动能力及T3SS表达下调,提示PA1864基因可能参与PA部分毒力调节。另外,为探索PA1864基因参与以上毒力调节的可能机制,本研究还考察了PA1864基因敲除后PA QS系统的变化情况。实验结果发现PA1864基因敲除可明显促进pqs群体感应系统中PQS信号分子合成。本研究首次明确了铜绿假单胞菌PA1864基因在PA毒力及致病性中的调解作用,并观察到PA1864基因敲除后pqs群体感应系统的变化,提示PA1864基因可能通过pqs QS系统影响PA毒力相关表型影响PA的致病性。以上结论为后续研究PA1864基因参与PA毒力和致病性调控机制提供了新的线索。