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谷胱甘肽阻抑支气管扩张铜绿假单胞菌感染的群体感应机制研究

批准号:
82200052
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:
周慧
依托单位:
学科分类:
支气管扩张症
结题年份:
2025
批准年份:
2022
项目状态:
已结题
项目参与者:
--

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
支气管扩张(支扩)是三大慢性气道炎症疾病之一,铜绿假单胞菌(PA)慢性感染多见,是支扩病情进展重要原因。因PA耐药严重,难以根治,目前亟待新的抗菌防治策略。群体感应(QS)参与调控PA毒力、生物膜、耐药等多种表型,在PA感染中发挥重要作用。既往发现氧化应激可影响QS,但具体机制不详。谷胱甘肽(GSH)是重要抗氧化剂,影响PA多种表型,但机制未完全阐明。MexT是一种氧化应激感受器,与QS存在紧密联系。本研究发现GSH的合成基因gshA点突变后能显著激活QS系统,促进PA生长速率以及毒力分子、生物膜形成。在此,我们提出假说:gshA点突变可调控氧化还原水平,通过MexT间接调控QS系统,进而影响PA致病性和耐药性。本研究拟通过体外和动物实验深入研究GSH影响QS的分子机制及在PA慢性肺部感染中的作用,为支扩PA慢性感染的治疗提供新的思路和手段。
英文摘要
Bronchiectasis is one of the three major chronic airway inflammatory diseases. Chronic infection of Pseudomonas aeruginosa (PA) is common in bronchiectasis, which is an important reason for the progress of bronchiectasis. Due to the serious antimicrobial resistance of PA, it is difficult to cure it. At present, new antibacterial prevention and treatment strategies are urgently needed. Quorum sensing (QS) is involved in the regulation of PA virulence, biofilm, antimicrobial resistance and other phenotypes, and plays an important role in PA infection. It has been found that oxidative stress can affect QS, but the specific mechanism is unknown. Glutathione (GSH) is an important antioxidant, which affects many phenotypes of PA, but the mechanism is also unknown. MexT serves as an oxidative stress sensor, which is closely related to QS. Our study found that the point mutation of GSH synthesis gene-gshA can significantly activate QS system and promote the growth rate, the formation of virulence molecules and biofilm of PA. Here, we propose a hypothesis: gshA point mutation can interfere with the redox level, indirectly regulate the QS system through MexT, and then affect the pathogenicity and antimicrobial resistance of PA. This study intends to deeply study the molecular mechanism of GSH affecting QS and its role in PA chronic lung infection through in vitro and animal experiments, so as to provide new ideas and methods for the treatment of PA chronic infection in Bronchiectasis.
本研究系统揭示了谷胱甘肽代谢基因gshA在调控铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa,Pae)群体感应(QS)系统中的关键作用,提出了一种区别于经典信号分子调控的新型QS调节机制。通过对41名支气管扩张稳定期患者痰液中分离的179株临床Pae进行全基因组测序(WGS),发现QS相关基因存在高频非同义突变,同时谷胱甘肽(GSH)代谢通路亦发生显著变异,提示二者在慢性感染环境中可能存在协同适应。.机制研究表明,gshA 通过调控细胞内GSH水平影响细菌氧化还原稳态,进而作用于LasR蛋白第79位半胱氨酸,抑制LasR/LasI系统活性;与此同时,RhlR/RhlI系统出现显著的“超级代偿”激活,表现为C4-HSL与绿脓素水平升高、生物膜形成增强及竞争优势提升。该机制为临床中常见的LasR功能受损但RhlR依赖毒力仍然增强的现象提供了明确的分子解释。.研究中系统构建了ΔlasR、ΔrhlR、ΔpqsR等突变株及PlasI-gfp、PrhlA-gfp、PpqsA-gfp报告系统,并获得ΔgshA、GshAT44P、ΔmexT及双突变株。生化检测证实gshA突变显著改变GSH/GSSG及NAD(H)、NADP(H)平衡。进一步结果显示,gshA突变不影响LasR或RhlR蛋白表达量,而是通过氧化还原状态调控MexT信号轴,选择性影响RhlR/PqsR通路活性。回补gshA或补充外源GSH/半胱氨酸可逆转QS*表型。.本研究阐明了通过调控环境GSH与细菌氧化还原状态干预QS的新策略,为研发诱导细菌群体协作崩溃的非抗生素类抗感染生物制剂提供了新思路。相关成果已发表基金标注论文4篇,发表于 Antimicrobial Agents and Chemotherapy、Journal of International Medical Research 等期刊,并建立了Pae慢性肺感染模型,为临床转化奠定基础。
谷胱甘肽阻抑支气管扩张铜绿假单胞菌感染的群体感应机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    30万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    周慧
  • 依托单位:
延胡索生物碱心脏转运机制研究
  • 批准号:
    LY19H310005
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    周慧
  • 依托单位:
基于Uptake 2转运体抑制的元胡抗抑郁活性成分及机制研究
  • 批准号:
    81673504
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    周慧
  • 依托单位:
甲基莲心碱及其代谢物莲心碱和异莲心碱的吸收代谢机理研究
  • 批准号:
    81102501
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    周慧
  • 依托单位:
国内基金
海外基金