布鲁氏菌强毒株16M和疫苗株M5差异探索

目的探索布鲁氏菌强毒株16M和疫苗株M5之间的差异。方法用气相色谱测定两株菌的脂肪酸组成,用脉冲场凝胶电泳方法电泳两株菌的DNA酶切产物,寻找两者在脂肪酸组成和酶切电泳图谱上的差异。结果两株菌在脂肪酸的种类上一致,但含量有差异,强毒株16M脂肪酸16∶0含量较疫苗株M5高10%左右,而脂肪酸19∶0CYCLOω8c较疫苗株M5低15%左右。脉冲场凝胶电泳图谱显示在167.1kb和138.9kb之间强毒株16M比疫苗株M5多出一个条带。结论脂肪酸分析和脉冲场凝胶电泳技术都可以用于鉴别布鲁氏菌强毒株16M和疫苗株M5。     

布鲁氏菌强毒株16M和疫苗株M5-90诱导巨噬细胞凋亡线粒体途径相关因子的表达比较

目的比较布鲁氏菌强毒株16M和疫苗株M5-90侵染小鼠巨噬细胞RAW264.7后其凋亡相关因子的转录和表达。方法建立16M、M5-90侵染RAW264.7模型,采用CFU计数法比较16M、M5-90侵染RAW264.7 4、8、12、24h后的胞内生存情况;采用qRT-PCR检测AIF、Bcl-2、Bax、Apaf-1、Bcl-xl基因转录水平的变化;采用ELISA检测TNF-α和Cyt C在细胞内的表达;采用激光共聚焦检测Cyt C在细胞内共定位表达情况。结果布鲁氏菌16M在侵染后4h~24h胞内CFU呈增多趋势,而M5-90CFU先增多后减少。qRT-PCR显示AIF基因的转录水平在侵染后4h~24h内呈上升趋势,且M5-90侵染组与16M侵染组比较差异无统计学意义(P0.05);由M5-90侵染诱导的Apaf-1基因转录水平与16M侵染组比较有统计学意义(P0.05);Bcl-xl的转录量随着侵染时间增长而不断增加,且16M诱导组与M5-90组比较差异无统计学意义(P0.05);M5-90侵染组Bax和Bcl-2水平与16M组比较差异均有统计学意义(P均0.05);M5-90侵染组Bax/Bcl-2比值与16M侵染组比较差异无统计学意义(P0.05)。ELISA分析显示TNF-α、Cyt C分泌量随着时间增长而增加,且M5-90诱导组与16M组比较差异无统计学意义(P均0.05)。激光共聚焦显示Cyt C定位在RAW264.7内,属于胞浆表达,且M5-90诱导的表达量与16M组比较差异无统计学意义(P0.05),并随感染时间的延长不断增加。结论布鲁氏菌疫苗株M5-90侵染RAW264.7 4h~24h内,凋亡相关因子Cyt C、AIF、Bax/Bcl-2、Apaf-1的表达量高于强毒株16M侵染组,而Bcl-xl则相反,表明在此侵染阶段M5-90具有更强的促细胞凋亡作用。     

2型猪链球菌中国强毒株及其covR基因突变株的蛋白质组学研究

目的 通过比较2型猪链球菌中国强毒株05ZYH33及其covR基因突变株△covR蛋白表达谱差异,质谱鉴定差异表达蛋白,分析CovR在蛋白表达调控中的作用。方法 首先将05ZYH33和△covR在THB培养基中培养至对数期,然后裂解细菌制备蛋白样品。第一向等电聚焦电泳在pH3~10的IPG胶条上完成后进行SDS-PAGE电泳,电泳胶经扫描分析后选取蛋白点进行质谱鉴定。结果 05ZYH33和△covR全菌蛋白裂解液经二维电泳分别得到559和491个蛋白点,经比对发现两菌株蛋白表达量差异3倍以上蛋白点40个,经质谱鉴定出15个蛋白,主要涉及细胞代谢的酶类如谷氨酸脱氢酶、腺苷酸激酶、PTS系统成分等,以及分子伴侣蛋白如GroEL和Dnak等;电泳分离得到△covR特异蛋白点124个,质谱鉴定出15个,主要为参与细胞糖代谢过程中的酶,如磷酸甘油酸激酶、甘油醛-3-磷酸脱氢酶、丙酮酸激酶等;质谱鉴定05ZYH33特异表达蛋白5个。结论 鉴定05ZYH33和△covR差异表达蛋白35个,部分蛋白涉及细菌毒力、宿主细胞粘附、细胞分裂等生命过程,同时蛋白分子伴侣在△covR中的表达变化说明CovR的调控可能发生在蛋白修饰水平,为研究CovR在调控细菌毒力中的作用和分子机制奠定基础。     

羊种布鲁氏菌16M不同生物型及非典型株间微孔蛋白的结构变化规律

羊种布鲁氏菌16M不同生物型及非典型株间微孔蛋白结构存在着规律性的变化。光滑型菌外膜上的脂多糖不同程度的脱落导致16M光滑型向16M中间过渡型与粗糙型转变,表现为16M中间型与粗糙型微孔蛋白SDS-PAGE电泳谱型与16M光滑型的谱型基本相同,仅有清晰程度与单体迁移的改变。与此对照羊种光滑型布鲁氏菌微孔蛋白自身的变异,是羊种布鲁氏菌在光滑型基础上向非典型株转变的原因。     

用羊种布鲁氏菌16M菌株感染豚鼠脾组织的超微病理学观察

本实验采用强毒羊种布鲁氏菌16M菌株感染豚鼠,于感染后3个月时取脾组织在透射电镜下观察其超薄切片,发现了亚细胞结构(细胞器)的病理改变。所见到的主要改变为线粒体普遍发生肿胀增大,嵴减少和断裂等表现,同时有高尔基复合体和溶酶体明显地增多。     

布鲁氏菌疫苗株S2全基因组测序及牛羊布鲁氏菌比较基因组学研究

目的 为了了解布鲁氏菌S2疫苗株全基因组结构及分子生物学功能。方法 对布鲁氏菌疫苗株S2进行全基因组测序,并与GenBank公布的6株牛羊布鲁氏菌进行比较基因组学研究。结果与结论 通过全基因组测序发现S2基因组大小为3 331 982 bp,预测基因有3 243个,GC含量为57.23 %。S2预测基因中大多数基因功能主要与糖代谢﹑氨基酸代谢﹑氨基酸转运和膜转运有关。通过比较基因组学研究发现S2有20个特有基因。另外S2与GenBank公布的S2序列进行比对发现有19个差异基因。     

基于RNA-Seq的羊种布鲁氏菌新转录本与非编码RNA鉴定

目的 对羊种布鲁氏菌的转录本进行测序,鉴定基因组中新的转录本和非编码RNA。方法 提取羊布鲁氏菌的总RNA,去除rRNA后连接接头逆转录成cDNA,PCR扩增后进行测序,以羊布鲁氏菌16M的基因组序列为参照对测序得到的reads进行比对作图,通过生物信息学方法进行新转录本和非编码RNA的鉴定。结果 测序数据分析显示,reads在基因组上覆盖度较好。与现有注释基因相比,有773个基因的5'或3'端在基因组的原有位置基础上发生了延伸,并发现了16个新的转录本。根据测序结果,共鉴定出241条候选的非编码RNA(sRNA),进一步的RT-PCR验证结果显示,预测的sRNA在体外条件下有表达。结论 布鲁氏菌基因组中存在除了预测以外的新的转录本,布鲁氏菌中存在非编码RNA且在不同条件下有差异表达。     

羊种布鲁氏菌OMP16蛋白结构的生物信息学分析

目的 使用生物信息学方法预测羊布鲁氏菌OMP16蛋白的结构特点,并预测可能的B细胞和T细胞优势表位。方法 从NCBI数据库中获取羊布鲁氏菌的OMP16蛋白的氨基酸序列。通过ProtParam分析OMP16蛋白的理化性质;利用DNAstar和SOMPA分析OMP16蛋白二级结构;利用Phyre2和Rasmol构建并分析OMP16蛋白三级结构;利用IEDB、DNAStar、ABCpred和BepiPred预测OMP16蛋白的B细胞抗原表位;利用SYFPEITHI和IEDB预测OMP16蛋白的T细胞抗原表位。结果 OMP16蛋白有426个氨基酸序列,理论等电点为9.72,原子组成为C2026H3209 N499O536S17,为稳定性疏水性蛋白。二级结构显示α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规则卷曲分别是40.61%,19.01%,8.45%和31.92%。预测出4个B细胞优势表位,分别是93-102,183-187,273-289,294-301;5个CTL细胞优势表位,分别是69-77,175-183,267-275,373-381,408-416;5个Th细胞优势表位,分别是4-20,32-46,63-77,316-330,352-366。结论 羊布鲁氏菌OMP16蛋白结构中有4个B细胞优势表位,5个CTL细胞优势表位和5个Th细胞优势表位,为进一步为布鲁氏菌诊断和疫苗研究的奠定基础。     

布鲁杆菌M16株pgm基因突变活菌苗株的构建和鉴定

目的 构建自杀性质粒载体,对布鲁杆菌M16株pgm基因进行精确突变,并对得到的pgm基因突变活菌苗株进行鉴定.方法 在puc19质粒载体上构建正向筛选标记--蔗糖敏感基因和反向筛选标记--卡那霉素抗性基因融合序列;用卡那霉素抗性基因融合序列对布鲁杆菌pgm基因进行修饰(插入突变),完成pucS1.6K自杀性质粒载体的构建;通过电转化获得布鲁杆菌M16株pgm基因突变菌株;应用PCR方法对pgm基因突变菌株进行鉴定.结果 鉴定结果显示,布鲁杆菌M16株pgm基因在卡那霉素抗性基因插入后失活,突变后的布鲁杆菌M16株pgm基因DNA片段长度约为3525 bp,与预期的相符,布鲁杆菌M16株pgm基因突变菌株构建成功.结论 构建的自杀性质粒载体能成功对布鲁杆菌进行精确毒力基因突变,为获得布鲁杆菌突变株提供了一个有效的技术平台,也为新型减毒活疫苗的研制奠定了基础.

Abstract：

Objective The construction of suicide plasmid vector could be used to make mutation of pgm gene which attenuates the virulent of Brucella melitensis strain 16, the research may lay a foundation for the development of novel live attenuated vaccines. Methods Sucrose sensitive gene as forward screening sign and fusion sequences of kanamycin resistance gene were constructed based on plasmid pucl9; pucS1.6K suicide plasmid vector was established by modifying pgm gene with fusion sequences of kanamycin resistance gene (insertion mutation); pgm gene mutation of Brucella melitensis strain 16 was obtained by electro transformation and mutation was confirmed by PCR amplification. Results The results showed that the identified Brucella melitensis strain 16 pgm gene was inactivated after insertion of kanamycin resistance gene, and the mutant pgm gene DNA fragment length was approximately 3525 bp, in line with expectations, Brucella pgm gene mutant melitensis strain 16 was successfully constructed. Conclusions The construction of suicide plasmid vector and precise mutation of Brucella melitensis strain 16 is successful, the study is not only provided an effective technology platform for constructing mutants of Brucella but also lays a foundation for the development of novel live attenuated vaccines.     

布鲁杆菌M16株pgm基因突变活菌苗株毒力初步评价

目的通过减毒性实验评价布鲁杆菌M16株pgm基因突变活菌苗株毒力减弱情况,为新型减毒活疫苗的研制和布鲁杆菌感染免疫防御的研究奠定基础。方法进行布鲁杆菌侵袭实验等动物和细胞实验评价突变菌株的毒力减弱情况。结果突变菌株在小鼠体内能生存,但较强毒株存活数量有很大减少（P〈0.001）;突变菌株较强毒株对多粘菌素B更为敏感,存活率与强毒株相比有明显下降（P〈0.001）;突变菌株LPS较强毒株LPS明显缺失;突变菌株在体外He-La细胞中能存活但复制减弱。结论布鲁杆菌M16株pgm基因突变菌株毒力减弱。可作为未来布鲁杆菌新型减毒活疫苗的候选者,有进一步研究的价值。     

布鲁氏菌A19疫苗株全基因组测序及比较基因组学分析

目的 探索布鲁氏杆菌A19疫苗株全基因组的结构、分子生物学的功能,并对其生物信息学进行研究。方法 采用Illumina Hiseq 4000和PacBio对A19进行全基因组测序,并与GenBank 上的8株菌进行比较基因组学解析。A19基因组3 286 167 bp, 预测3 371个基因,GC含量57.25%。通过注释COG库,对应基因有2 560个,将其归入22类COG中;根据比对KEGG库,得到2 544个基因,共参与33类代谢通路。结果 综合两个数据库结果发现,大多数A19预测基因中的基因功能主要与膜运输、氨基酸转运及碳水化合物代谢有关。结论 通过分析发现, A19和猪羊牛种布鲁氏菌之间存在一定差异,并找出牛种毒力基因。本实验通过测序A19全基因组,为布鲁菌疫苗的研究提供思路。     

羊布鲁杆菌M5-90 BP26抗原单克隆抗体的制备及鉴定

目的 制备高亲和性的羊布鲁杆菌M5-90 BP26抗原单克隆抗体,并对抗体进行鉴定.方法 将质粒pET-28a-BP26转化感受态大肠埃希菌(E.coli)BL21 (DE3),构建原核表达质粒pET-28a-BP26,用镍离子金属螯合亲和层析法(Ni-NTA)纯化、重组BP26蛋白(rBP26).将纯化后的rBP26蛋白与弗氏完全佐剂等体积混合成乳化抗原,接每只100 μg/0.1 ml在BALB/c小鼠皮下多点注射进行初次免疫;2周后,按每只50μg/0.1ml 在小鼠皮下多点注射进行再次免疫.再次免疫后2周,小鼠尾静脉取血测效价,检测免疫效果;在细胞融合前3天,将乳化抗原按每只小鼠50μg腹腔注射加强免疫.将小鼠骨髓瘤SP2/0细胞与脾细胞按1∶5比例在聚乙二醇( PEG) 1450作用下进行细胞融合,置于37℃、5％CO2培养箱中培养;10 d后取细胞培养上清液,用间接酶联免疫吸附法(ELISA)测定,筛选分泌抗rBP26抗体的杂交瘤细胞;再经过反复3次克隆,筛选出单克隆全阳性的杂交瘤细胞建株,用杂交瘤细胞株制备BP26抗原单克隆抗体,并以初始杂交瘤细胞克隆导命名.利用羊布鲁杆菌M5 -90疫苗株制备膜蛋白提取物(NMP),采用免疫印迹法(Western)及斑点间接酶联免疫吸附法(Dot-ELISA)对筛选的单克隆抗体进行免疫学特性鉴定,用单克隆抗体亚型试剂盒进行抗体分型和Kappa (κ)和Lambda(λ)轻链鉴定.结果 成功地获得2株能稳定分泌抗rBP26抗原的高亲和性杂交瘤3C3和5A5单克隆抗体,并能与羊布鲁杆菌M5-90疫苗株上的NMP结合,构建成M5-90 BP26抗原单克隆抗体,抗体亚型分别为IgG1和IgG2b,轻链均为κ链.结论 鉴定结果表明,成功制备2株羊布鲁杆菌BP26抗原的高亲和性单克隆抗体,抗体具有识别M5-90疫苗株的膜蛋白构象表位的能力,优势表位的识别可为羊布鲁杆菌M5-90疫苗株的改造提供实验依据.     

Comparative study of MALDI-TOF MS and VITEK 2 in bacteria identification

Background

Matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS) has recently been introduced in diagnostic microbiology laboratories for the identification of bacterial and yeast strains isolated from clinical samples. This study aimed to evaluate the accuracy of MALDI-TOF MS in clinical microbiology diagnosis by comparing it with commonly-used VITEK 2 or gene sequencing.

Methods

The performances of MALDI-TOF MS and VITEK 2 were compared retrospectively for identifying routine isolates. Discrepancies were analyzed by gene sequencing analysis of the 16S genes.

Results

For 1,025 isolates, classified as 55 species of 25 genera, 1,021 (99.60%) isolates were accurately identified at the genus level, and 957 (93.37%) isolates at the species level by using MALDI-TOF MS. A total of 949 (92.59%) isolates were completely matched by both methods. Both methods found 76 unmatched isolates among which one strain had no definite identification by MALDI-TOF MS and VITEK 2 respectively. However, MALDI-TOF MS made no errors at the genus level while VITEK 2 made 6 (0.58%) errors at the genus level. At the species level, the identification error rates for MALDI-TOF MS and VITEK 2 were 5.56% and 6.24%, respectively.

Conclusions

With a lower identification error rate, MALDI-TOF MS has better performance than VITEK 2 in identifying bacteria found routinely in the clinical laboratory. It is a quick and cost-effective technique, and has the potential to replace conventional phenotype methods in identifying common bacterial isolates in clinical microbiology laboratories.     

牛种布鲁氏菌A19-△VirB12标记疫苗双重实时荧光定量PCR方-法的建立

目的 建立一种区分牛种布鲁氏菌A19-△VirB12标记疫苗株与布鲁氏菌野毒感染株的双重荧光定量PCR方-法。方法 分别以布鲁氏菌4型分泌系统中VirB8基因、VirB12基因序列设计2对引物及探针,优化实时荧光PCR反应体系及条件。以牛种布鲁氏菌A19-△VirB12标记疫苗株、牛种布鲁氏菌A19疫苗株、羊种布鲁氏菌M5疫苗株以及猪种布鲁氏菌S2疫苗株、大肠杆菌、沙门氏菌基因组DNA进行 Realtime-PCR扩增,评价该方-法特异性。分别构建布鲁氏菌VirB12基因和VirB8基因片段阳性质粒,10倍系列稀释后进行Realtime-PCR扩增,测定该方-法的敏感性。结果 本方-法具有良好的特异性,牛种布鲁氏菌A19疫苗株、羊种布鲁氏菌M5疫苗株以及猪种布鲁氏菌S2疫苗株基因组DNA同时出现VirB8基因与VirB12基因阳性扩增,牛种布鲁氏菌A19-△VirB12标记疫苗株仅出现VirB8基因阳性扩增,大肠杆菌、沙门氏菌均未扩增出目的条带,对VirB8基因及VirB12基因片段阳性质粒的检测限分别为约10² copies/μL和10³ copies/μL。该方-法仅用于鉴别区分牛种布鲁氏菌A19-△VirB12标记疫苗株与布鲁氏菌野毒株。结论 本研究建立的布鲁氏菌双重Realtime-PCR方-法,具有良好的特异性和敏感性,为今后鉴别牛种布鲁氏菌A19-△VirB12分子标记疫苗免疫牛与自然感染牛提供技术支撑。