新疆牛源非O157 STEC菌株的致病性及其作用于HIEC细胞的机制研究
批准号:
31702267
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
24.0 万元
负责人:
刘英玉
依托单位:
学科分类:
兽医细菌及其他微生物学
结题年份:
2020
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
翟少华、王世民、张超、张妍、郭佳琦
中文摘要
产志贺毒素大肠杆菌(STEC)是一类重要的食源性病原微生物,对人类身体健康具有重要的危害,牛是STEC的主要贮存宿主,新疆现代畜牧业发展的主导产业是牛羊养殖业,新疆褐牛粪便中存在一定数量的STEC,对牛肉质量安全存在潜在的危害。已有的研究集中在STEC O157:H7致病性和其志贺毒素在肠上皮细胞的胞吞饮作用机制,但目前非O157 STEC的发病率越来越高。本项目拟以新疆褐牛粪便中分离鉴定的非O157 STEC菌株为研究对象,通过致病性试验、细胞感染模型、志贺毒素作用机制等研究,明确该菌株的致病能力,揭示其感染人正常肠上皮细胞(HIEC)的数量、结构和形态变化,验证志贺毒素(stx1、stx1A、stx1B)与HIEC的作用机制。研究结果不仅揭示新疆分离株非O157 STEC的致病性,并为爆发非O157 STEC食源性疾病方面提供理论依据,还可为预防和治疗STEC疾病方面提高科学理论资料。
英文摘要
Shiga toxin-producing Escherichia coli is an important food borne pathogenic microorganism, which is harmful to human health. The cattle is the main storage host of STEC. The cattle and sheep of breeding industry is the leading industry in the development of modern animal husbandry in Xinjiang, there was a certain amount of STEC in the feces of the Xinjiang brown cattle, which has potential harm to the quality and safety of beef. Previous studies have focused on the pathogenesis of STEC O157:H7 and the mechanism of macropinocytosis of STEC O157:H7 with Shiga toxin in intestinal epithelial cells, but the incidence of non O157 type STEC is increasing in nowadays. This project is based on the identification of non O157 STEC strains isolated from feces of Xinjiang brown cattle, by study the pathogenicity of the strain, cell infection model, Shiga toxin of action mechanism. To define the pathogenicity of strain, to reveal the infection of human intestinal epithelial cells of the number, structure and morphology, to verify the action mechanism of Shiga toxin (stx1, stx1A and stx1B) and HIEC. The results not only reveal the pathogenicity of non O157 STEC isolated from Xinjiang, but also provide the theoretical basis for the outbreak of non O157 STEC foodborne diseases, and also can improve the scientific data for the prevention and treatment of STEC disease.
新疆部分地区是以反刍动物养殖为主,牛羊等反刍动物是产志贺毒素大肠杆菌(Shiga toxin producing Escherichia coli,STEC)的储存宿主,虽然不会引起牛羊的重要疾病,但是通过粪便排出体外,污染环境和食品,对人的身体健康具有潜在的危害。目前国内外报道的非O157 STEC导致的食源性致病菌越来越多,引起了国内外的关注。本项目以新疆肉牛粪便中分离鉴定的非O157 STEC菌株作为研究对象,鉴定非O157 STEC菌株的致病性、建立感染HIEC的细胞模型和检测志贺毒素与HIEC的作用机制。研究结果显示非O157 STEC H34是Ounk: H4血清型,属于优势血清型,其编码的stx1a和stx2a基因亚型是分离鉴定菌株的主要stx亚型,对昆明小白鼠具有60%的致病性,肠肠壁变薄,肠道黏膜上皮细胞增生。当用106 CFU/mL H34菌液作用HIEC细胞1 h后,HIEC的存活率为30.6%。构建了原核表达载体PEGX-6P-1-stx1A和PEGX-6P-1-stx1B,并进行stx1A和stx1B蛋白的纯化,然后使用stx1A、stx1B、stx1A+stx1B蛋白作用于HIEC细胞,感染的HIEC细胞有明显的脱落和聚集,检测受体和肌动蛋白[Gb3和Gb4、非肌肉肌球蛋白II(NMII)、Cdc42]的基因表达和蛋白表达基本一致,但蛋白变化不明显。构建的荧光重组质粒pLVML-GFP-stx1A分布于细胞质的细胞器上,包裹在细胞核周围;构建的荧光重组质粒pLVML-GFP-stx1和pLVML-GFP-stx1B分布在整个细胞里面。通过动物实验和细胞实验研究非O157 STEC的致病性,验证新疆牛源非O157菌株具有一定的致病性,验证stx1A和stx1B蛋白作用HIEC细胞的基因变化具有初步的指导意义,但是通过蛋白作用于HIEC细胞检测受体和肌动蛋白的变化还有待研究KEGG通路上相关基因的影响。
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DOI:
10.13304/j.nykjdb.2019.0053
发表时间:
2020
期刊:
中国农业科技导报
影响因子:
--
作者:
[刘英玉, 朱明月, 苏晓月, 胥兰, 刘俊飞, 郑晓风, 张妍, 郑晓琴]
通讯作者:
郑晓琴
Characterization of Shiga Toxin-Producing Escherichia coli Isolated From Cattle and Sheep in Xinjiang Province, China, Using Whole-Genome Sequencing.
利用全基因组测序对从中国新疆省牛和羊中分离的产志贺毒素大肠杆菌进行表征。
DOI:
10.22541/au.159164084.45806744
发表时间:
2020-06
期刊:
Transboundary and Emerging Diseases
影响因子:
4.3
作者:
[Liu Yingyu, Li Huoming, Chen Xuhua, Tong Panpan, Zhang Yan, Zhu Mingyue, Su Zhanqiang, Yao Gang, Li Ganwu, Cai Wentong]
通讯作者:
Cai Wentong
DOI:
--
发表时间:
2020
期刊:
畜牧兽医学报
影响因子:
--
作者:
[郑晓风, 张妍, 刘英玉, 朱明月, 郑晓琴, 卢玮, 蒋金豆, 朱梦含]
通讯作者:
朱梦含
DOI:
10.16431/j.cnki.1671-7236.2018.04.025
发表时间:
2018
期刊:
中国畜牧兽医
影响因子:
--
作者:
[张妍, 刘英玉, 郑晓琴, 张超, 苏战强, 张晓红]
通讯作者:
张晓红
DOI:
10.1111/tbed.13999
发表时间:
2021
期刊:
Transboundary and Emerging Diseases
影响因子:
4.3
作者:
[Liu Yingyu, Li Huoming, Chen Xuhua, Tong Panpan, Zhang Yan, Zhu Mingyue, Su Zhanqiang, Yao Gang, Li Ganwu, Cai Wentong]
通讯作者:
Cai Wentong
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