坏死杆菌43K OMP基因缺失株的生物学功能初步探究

作     者：蒋凯 

作者单位：黑龙江八一农垦大学 

学位级别：硕士

导师姓名：郭东华

授予年度：2022年

学科分类：090601[农学-基础兽医学] 09[农学] 0906[农学-兽医学] 

主      题：坏死杆菌 外膜蛋白 43K OMP基因 基因缺失 生物被膜 生物学特性 LD50 

摘      要：坏死杆菌(Fusobacterium necrophorum,***)是革兰阴性、严格厌氧的细菌,主要引起以组织坏死性、化脓性病变为主的反刍动物腐蹄病、肝脓肿和犊牛白喉,并参与奶牛乳房炎和子宫内膜炎的致病过程。43K OMP是坏死杆菌的一种重要外膜蛋白(Outer membrane proteins,OMPs),可介导坏死杆菌黏附宿主细胞。43K OMP作为疫苗免疫小鼠对小鼠具有免疫保护作用。但43K OMP除黏附宿主细胞外的其他生物功能尚未完全揭示。为了研究43K OMP基因在坏死杆菌感染中的生物学功能,本文通过以下方法对43K OMP基因缺失株生物学特性进行研究。为明确缺陷43K OMP基因对坏死杆菌生物学特性的影响,本研究通过对坏死杆菌亲本株(A25)和缺失株(A25Δ43K OMP)的细菌形态、菌落形态、生长曲线、耐药性、生物被膜含量和形态、细胞黏附能力、抑制细胞增殖能力、诱导细胞凋亡能力和小鼠毒力进行对比。结果显示,亲本株A25与缺失株A25Δ43K OMP在细菌形态、菌落形态、生长曲线和抑制RAW264.7细胞增殖能力无显著差异;缺失株A25Δ43K OMP对克拉霉素、卡那霉素和多粘菌素B的药物敏感性增强,对氨苄西林、红霉素和磺胺甲噁唑的药物敏感性减弱,生物被膜含量显著增高(P0.05),且更早形成聚集性菌落和沟壑状结构;缺失株A25Δ43K OMP对Eph4 1424细胞、AML-12细胞、BEND细胞和MAC-T细胞黏附能力显著降低(P0.05),感染4 h诱导RAW264.7细胞凋亡能力显著降低(P0.05);体内试验显示,亲本株A25组小鼠死亡率为100%,小鼠死亡时间集中在感染后1～3d,死亡小鼠眼观无明显病理变化,缺失株A25Δ43K OMP组小鼠死亡率为80%,小鼠死亡时间集中在5～7 d,死亡小鼠的肝脏眼观出现白色凝固性坏死(6/10)。亲本株A25和缺失株A25Δ43K OMP的LD分别为3.66×10 CFU和9.44×10CFU,同亲本株相比,缺失株毒力下降约3倍。综上所述,坏死杆菌43K OMP基因能够参与坏死杆菌黏附宿主细胞过程,在坏死杆菌的耐药性和生物被膜形成中发挥重要作用,与坏死杆菌毒力相关。本研究为坏死杆菌43K OMP相关研究提供理论基础。