1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
霍乱弧菌(vibriocholerae)是人类霍乱(cholera)的病原体。霍乱是一种古老且流行广泛的烈性传染病,主要表现为剧烈的呕吐,腹泻,失水,死亡率甚高。人类在自然情况下是霍乱弧菌的唯一易感者,主要通过污染的水源或食物经口传染。霍乱弧菌进入人体消化道后,大多数被胃酸杀死,少数幸存下来的霍乱弧菌在重新适应肠道微环境,如胆汁、渗透压、氧含量、ph等后,定殖(colonzation)于小肠上并产生主要的毒力因子霍乱毒素(choleratoxin),最终引起人类霍乱。
荷兰微生物学家vanderwaaij于1971年提出肠道微生物定殖抗力(colonizationresistance,cr),认为肠道内原籍菌(autochthonousflora)具有抑制外籍菌(allochthonousflora)数量的能力,这种由肠道正常菌群提供的对致病菌和潜在致病菌在肠道中定殖和增殖的抵抗性称为定殖抗力。目前的研究表明,肠道中微生物之间的竞争主要与糖代谢有关,而许多微生物的定殖会受到这种竞争的影响。但目前国内外对于霍乱弧菌在定殖过程中是否会受到这种影响尚没有太多研究。
在霍乱弧菌基因组中存在与糖代谢有关的基因,如vca0987(与糖异生相关)、vc1596(与半乳糖相关)等。本实验拟用敲除或者插入失活的方法使霍乱弧菌中与糖代谢相关的基因失活。再将筛选后的突变型与野生型通过不同的组合方式灌喂小鼠使其在小鼠小肠内定殖,一定时间后观察突变型和野生型数量上的关系来研究霍乱弧菌在小鼠小肠定殖过程中是否受到某些代谢产生的竞争的影响。
2. 研究的基本内容和问题
荷兰微生物学家vanderwaaij于1971年提出肠道微生物定植抗力(colonizationresistance,cr)的论述,认为肠道内的原籍菌群或称之内源性专性厌氧微生物群落具有抑制消化道中外籍菌群(主要属需氧菌群、兼性厌氧菌群、包括潜在致病菌群)数量的能力,这种由肠道正常菌群提供的对致病菌和潜在致病菌在肠道中定植和增殖的抵抗性被称为定植抗力。许多试验证明,动物肠道中的正常菌群对外来细菌的大量增殖有着很强的抑制作用,即使在免疫系统受到损害(辐射)后仍然如此。但某些细菌如霍乱弧菌的感染可以使炎症黏膜细胞分泌大量的抗菌肽和防御素,使肠道微生物的定植抗力反而还有所增强。
拟解决的问题:
(1)从霍乱弧菌的转座子插入库中挑选出能够影响霍乱弧菌定殖能力的代谢相关基因;
3. 研究的方法与方案
1.寻找影响霍乱弧菌定殖能力的代谢相关基因,锁定可能会影响霍乱弧菌定殖能力的代谢相关基因,从转座子插入库中挑选到这些代谢基因失活的突变株。
2.利用所挑选到代谢基因失活的突变株进行初步实验:乳鼠定殖实验,野生株和突变株分别在肠道内的定殖情况,以及两者之间的竞争性定殖情况。
4. 研究创新点
之前对于肠道微生物菌群定殖的研究基本都是以大肠杆菌为主,并且得到了一定的结果,但是对于霍乱弧菌在肠道中的定殖过程却没有十分详尽的研究。本课题采用已经成熟的小白鼠模型,以国内外关于肠道微生物菌群定殖的相关理论研究为基础,旨在研究霍乱弧菌在肠道定殖过程中会不会受到定殖抗力的影响,并进一步寻找相关的机理。
5. 研究计划与进展
研究计划:
第一,寻找影响霍乱弧菌定殖能力的代谢相关基因
第二,利用挑选到的突变株进行初步的乳鼠定殖实验
