表达PgtE的鼠疫耶尔森氏菌与C型凝集素受体CD205（DEC-205）相互作用促进其在宿主内的感染和播散

作     者：赵菲 

作者单位：华中科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈铁

授予年度：2022年

学科分类：1001[医学-基础医学(可授医学、理学学位)] 100103[医学-病原生物学] 10[医学] 

主      题：鼠疫耶尔森氏菌 肠道沙门氏菌 DEC-205(CD205) PgtE 传播 感染 

摘      要：目的:耶尔森氏菌属是肠杆菌科的一员,其3种属于人类病原体,包括鼠疫耶尔森氏菌(Yersinia pestis,下文简称鼠疫菌)、假结核耶尔森氏菌和小肠结肠炎耶尔森氏菌。其中鼠疫耶尔森氏菌主要导致一些高度致死的疫病如腺鼠疫、败血症鼠疫和肺鼠疫,而假结核耶尔森氏菌主要导致宿主的肠系膜淋巴结炎和自限性腹泻。研究发现鼠疫菌在从假结核耶尔森氏菌逐渐进化为现代鼠疫菌的过程中获得了质粒p PCP1(pesticin,coagulase,plasminogen activator),使导致轻微的自限性疾病的病原体假结核耶尔森氏菌转变为一种高致命性的鼠疫菌。而促进鼠疫菌致病的关键因素纤溶酶原激活因子Pla(plasminogen activator),是由p PCP1质粒所编码。鼠疫菌通过获得纤溶酶原激活因子Pla,获得在宿主中进行快速传播的能力。研究表明,鼠疫菌利用Pla与抗原提呈细胞(Antigen-Presenting Cells,APC)上的DEC-205(CD205)受体相互作用,从而促进其在宿主中的传播和感染。然而,Pla的进化起源尚未完全阐明。研究报道参与宿主传播的肠道沙门氏菌的毒力因子PgtE与Pla经测序显示具有显著的基因序列相似性,但没有直接证据支持PgtE和Pla之间的功能联系。因此,本研究从功能角度探讨了肠道沙门氏菌PgtE与鼠疫耶尔森氏菌Pla的相似性,鼠疫耶尔森氏菌PgtE与DEC-205(CD205)相互作用,也增强鼠疫耶尔森氏菌的持续性感染。方法:本研究首先构建鼠疫菌菌株Y.p1419 p PCP1和Y.p1419 PgtE,大肠杆菌菌株E.coli pla和E.coli pgt E,用纤溶酶原活化试验测定鼠疫菌中PgtE的纤溶酶活性。其次,用细胞侵袭试验检测Y.p1418、Y.p1419、Y.p1419 p PCP1、Y.p1419 PgtE、E.coli、E.coli pla和E.coli PgtE对小鼠巨噬细胞细胞和CHO和CHO-DEC-205细胞的侵袭能力,并观察该侵袭能力能否能被特异性抗CD205抗体所抑制。然后,构建肺鼠疫小鼠感染模型,用野生型C57BL/6J小鼠经鼻内接种鼠疫菌菌株Y.p91001、Y.p91001p PCP1、Y.p91001 p PCP1pla和Y.p91001 p PCP1pgt E,72小时后处死后收集肝、脾脏并研磨。通过计数平板上的菌落形成单位(Colony forming unit,CFU)计算细菌向肝、脾脏的传播率。并用苏木精-伊红染色法(hematoxylin-eosin staining,HE染色法)检测小鼠肺组织炎症情况。最后用野生型C57BL/6J小鼠经鼻内接种野生型鼠疫菌Y.p91001、Y.p91001 p PCP1、Y.p91001 p PCP1pla、Y.p91001 p PCP1pgt E、Y.p91001pla、Y.p91001 pla+pla和Y.p91001 pla+pgt E构建肺鼠疫途径,用Kaplan-Meier分析统计小鼠生存率。结果:本研究发现表达PgtE的大肠杆菌和鼠疫菌都能够与原代肺泡巨噬细胞和转染DEC-205的CHO细胞相互作用。表达PgtE的细菌与表达DEC-205的转染细胞之间的相互作用可以被抗DEC205抗体抑制。此外,表达PgtE的鼠疫菌重新获得了部分在宿主内传播和感染的能力。综上所述,DEC-205-PgtE相互作用在促进鼠疫菌的传播和感染中发挥了一定作用,提示Pla和肠道沙门氏菌的PgtE可能具有功能相关性。本研究的结果可能有助于我们进一步了解假结核耶尔森氏菌如何进化为如此致命的病原体鼠疫菌。结论:本研究证明了C型凝集素受体DEC-205(CD205)除了能够与Pla结合之外也会与PgtE结合,从而促进鼠疫菌的宿主传播和细菌感染。