信号分子AI-2对禽致病性大肠杆菌的调控作用研究

禽致病性大肠杆菌（APEC）因其血清型的复杂性以及广范的耐药性，成为其防控的难题，同时也对人、畜健康构成了新的威胁,迫切需要采用新的方式来进行APEC的防控。存在于革兰氏阴性和阳性菌中的luxS/AI-2型密度感应系统，可产生用于细菌种间交流的通用信号分子AI-2，AI-2参与对细菌多种功能的调控。本研究拟通过体外合成的信号分子AI-2，研究AI-2在参与与APEC致病性相关的生物被膜形成、毒力因子调控、对宿主细胞黏附、入侵等过程中的作用；运用蛋白组学技术研究AI-2对APEC蛋白的调控，筛选与AI-2相关的靶蛋白。通过研究AI-2信号分子对APEC的调控，以期通过调控AI-2，干扰或者阻断APEC的密度感应系统，尤其是抑制LuxS/AI-2型密度感应系统，从群体角度为APEC的防控提供新思路，同时也为后续进一步研究AI-2的功能奠定基础。

禽致病性大肠杆菌 (Avian Pathogenic Escherichia coli, APEC) 因其复杂的血清型性、广泛的耐药性成为其防控的难题。存在于革兰氏阴性和阳性菌中的LuxS/AI-2型密度感应系统，可产生用于细菌种间交流的通用信号分子AI-2 (Autoinducer-2, AI-2)，AI-2 对细菌具有重要的调控作用，从群体角度为APEC 的防控提供新思路。.本课题首次对APEC的 LuxS/AI-2型密度感应系统开展研究，完成了课题申请书的研究内容和考核指标，获得如下成果：.1）首次证实APEC存在LuxS/AI-2型密度感应系统；建立了APEC AI-2体外合成方法；研究了影响AI-2产生的因素，为进一步研究AI-2对APEC的调控奠定基础。.2） AI-2对APEC的调控作用研究表明，加入终浓度为0.185 mM 的AI-2后， 降低APEC的毒力基因转录、促进生物被膜形成和降低APEC入侵、粘附鸡胚层纤维细胞(DF-1) (P<0.01)。本研究结果表明，AI-2对APEC具有重要的调控作用。本研究结果提示，可以通过添加外源性的AI-2，通过降低APEC毒力基因转录、干扰APEC对宿主细胞的入侵、黏附，进而减弱APEC的致病性，为开发基于AI-2的新型抗菌药物提供参考。.3）构建了APEC的luxS缺失株。对缺失株与野生株的生物学特性研究表明： luxS缺失株的运动性减弱；半数致死量LD50降低了31.5倍；对DF-1细胞的黏附、入侵能力显著下降；luxS缺失株在鸭体内肝脏，脾脏和血液的载菌量显著降低，毒力基因的转录水平显著下降，表明luxS对APEC的致病性具有重要作用，为开发基于luxS缺失的APEC疫苗提供参考。.4）运用非标记定量蛋白质组学技术，筛选受AI-2调控的靶蛋白，共检测到显著性差异的蛋白质687个。生物信息学分析表明，AI-2调控的靶蛋白参与细胞的多种生理功能，但主要涉及代谢和细胞的信号转导等功能，为进一步开发基于AI-2靶蛋白的新型药物提供参考。.本课题在国内外首次系统研究了LuxS/AI-2密度感应系统对APEC的调控作用，从群体角度为APEC 的防控提供新思路，为后续进一步研究AI-2 对APEC的功能奠定基础。

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