插入子ISEcp1及其相邻间隔序列介导产CTX-M型志贺菌耐药机制研究
批准号:
82102435
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
杨超杰
依托单位:
学科分类:
病原生物变异与耐药
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
杨超杰
中文摘要
志贺菌是引起痢疾的重要医学病原菌,近年来其对头孢类抗生素的高水平耐药增加了痢疾的治疗难度。CTX-M型酶是在志贺菌等肠道致病菌中引起头孢菌素耐药且流行最为广泛的超广谱β-内酰胺酶之一。前期研究表明,blaCTX-M上游的插入序列ISEcp1能够增强志贺菌blaCTX-M的表达,而且在ISEcp1与不同blaCTX-M亚型之间存在的不同类型Spacers间隔序列也很可能在耐药性的表达中发挥了重要作用。本研究首次针对志贺菌中插入子ISEcp1和不同类型Spacers介导产CTX-M型志贺菌对头孢类抗生素的耐药机制进行深入研究,掌握各结构对志贺菌耐药性产生以及强弱作用规律,探究ISEcp1、Spacers的序列结构、长度和蛋白识别位点等因素对志贺菌耐药性的影响,研究结果不仅能帮助我们更全面地了解耐头孢菌素志贺菌的耐药特性与耐药机制,也为寻求解决志贺菌耐药性的新方法和新策略提供科学依据和理论支撑。
英文摘要
Shigella is an important medical pathogen causing dysentery. In recent years, its high level of resistance to cephalosporins has increased the difficulty in the treatment of dysentery. The CTX-M enzyme is one of the most popular extended spectrum β - lactamases that cause cephalosporin resistance in Shigella and other intestinal pathogens. Previous studies have shown that the insertion sequence ISEcp1 upstream of blaCTX-M can enhance the expression of blaCTX-M in Shigella, and there are different types of spacer sequences between ISEcp1 and different subtypes of blaCTX-M. These spacers may also play an important role in antibiotic resistance. In this study, we focused on the mechanism of cephalosporins resistance of CTX-M producing Shigella mediated by different types of spacers, ISEcp1 and blaCTX-M, exploring the rules of each structure on the generation and strength of antibiotic resistance. We also aim to study the effect of sequence structure, length and protein recognition sites of ISEcp1 and spacers on the resistance of CTX-M producing Shigella. The results can not only help us understand the antibiotic resistance characteristics and mechanism of cephalosporin resistant Shigella more comprehensively, but also provide scientific basis and theoretical support for seeking new methods and strategies to solve the antibiotic resistance of Shigella.
CTX-M型酶是在志贺菌等肠道致病菌中引起头孢菌素耐药且流行最为广泛的超广谱β-内酰胺酶之一,但是目前blaCTX-M上游的插入序列ISEcp1及其之间的Spacers间隔序列对志贺菌耐药性的具体调控机制不明。本研究完成了志贺菌中插入子ISEcp1、Spacers及不同型别blaCTX-M分布情况分析,结果显示ISEcp1在志贺菌中的存在率较高,而且共筛查出4种不同类型的Spacers序列;明确了志贺菌中插入子ISEcp1、不同类型Spacers以及不同型别blaCTX-M在志贺菌基因组中的分布情况;完成了含有ISEcp1、不同类型Spacers和blaCTX-M基因不同组合以及不同类型Spacers突变后表达载体的构建,考察了不同菌株的耐药情况,结果显示固有Spacer的ISEcp1-spacer-blaCTX-M结构介导了对各头孢菌素的最强耐药性;分析了不同元件组合对于blaCTX-M基因的表达影响,结果显示Spacer的缺失和突变会导致突变株中β-内酰胺酶显著下调,并设计实验将spacers随机化突变分析,结果显示随机突变会使其下游blaCTX-M基因的表达恢复“沉默效应”;对Spacer进行分段随机化突变分析,结果显示各Spacer发挥功能的关键区域集中在Spacer后段;随后开展蛋白质组学分析结果显示,突变株中上调的显著差异蛋白都与转录相关,可见Spacer序列中存在关键碱基作为结合位点,并通过转录调控因子增强ISEcp1中启动子对下游blaCTX-M的转录调控作用,产生大量blaCTX-M蛋白酶,从而表现为菌株对头孢菌素的强耐药性。所以本研究通过以上分析,阐述了志贺菌中 ISEcp1 通过 Spacers 介导产 CTX-M 型β内酰胺酶耐药志贺菌的作用机制,研究结果能够加深对细菌耐药的调控机制的认识,为寻求解决志贺菌耐药的新方法、新策略提供了重要参考。
国内基金
海外基金