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迟缓爱德华氏菌(Edwardsiella tarda)是一种感染宿主广泛的革兰氏阴性菌,能够引起鱼类的迟缓爱德华氏菌病(Edwardsiellasis)和人类的胃肠道感染等疾病。Ⅲ型分泌系统(typeⅢ secretion system,T3SS)是迟缓爱德华氏菌的重要毒力因子分泌系统,迟缓爱德华氏菌利用Ⅲ型分泌系统将效应分子从细菌胞质直接传递至宿主细胞,进而调节宿主细胞多种信号传导途径并破坏其防御系统。输送器蛋白EseB是迟缓爱德华氏菌T3SS重要的装置蛋白,是构成功能性T3SS的必要因素。本研究针对EseB开展相关研究,揭示了EseB在迟缓爱德华氏菌聚集和生物膜形成过程中的作用。 本研究主要内容包括:⑴利用扫描电镜和透射电镜等技术,发现在迟缓爱德华氏菌野生型菌株表面存在一种纤丝状的结构,邻近的细菌利用这一结构彼此相连,而这一结构在△eseB菌株中不存在;这一纤丝结构直径约10nm,长度范围82-3065 nm,平均650 nm,在400-800 nm分布最多;细菌间纤丝的连接方式主要有以下“A→B”、“A→←B”和“分裂与结合”三种模式;利用免疫荧光、免疫扫描电镜和免疫透射电镜技术分析纤丝的主要成分是EseB;EseB蛋白C端影响纤丝的合成和功能;同时,我们发现类似“EseB纤丝”的结构连接在E tarda和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)之间。⑵用结晶紫染色、激光共聚焦显微镜、扫描电镜和免疫荧光等技术,揭示了EseB纤丝在迟缓爱德华氏菌生物膜形成过程中的作用。免疫荧光和扫描电镜试验结果表明,迟缓爱德华氏菌生物膜形成分为如下阶段,即粘附阶段(0-17 h)、微菌落形成阶段(18-23 h)和成熟生物膜形成阶段(24h后)。EseB纤丝在生物膜发展的不同阶段作用如下:(1)粘附阶段:迟缓爱德华氏菌利用EseB纤丝粘附于介质(如盖玻片)表面;(2)微菌落形成阶段:迟缓爱德华氏菌开始出现聚集,EseB纤丝不仅粘附于介质表面,同时邻近的细菌利用EseB纤丝彼此相连;(3)成熟生物膜形成阶段:迟缓爱德华氏菌进一步聚集,形成成熟生物膜,此时EseB纤丝在不同细菌之间交错相连,形成了牢固、稳定的网状三维结构。迟缓爱德华氏菌生物膜有以下特点:生物膜厚度约25μm;生物膜中存在大量的孔道结构,其内部细菌被丰富的胞外基质包裹;胞外多糖(extracellularpolysaccharide,EPS)和胞外DNA(extracellular DNA,eDNA)是胞外基质的重要组分,胞外多糖分布基本覆盖整个生物膜,而eDNA的分布主要集中在生物膜内部;生物膜的形成不依赖于鞭毛;△eseC和△eseD菌株生物膜形成能力比野生型菌株弱;在胰蛋白胨大豆肉汤(tryptic soy broth,TSB)培养条件下,迟缓爱德华氏菌生物膜形成能力弱于在Dulbeccos modified Eagles medium(DMEM)培养基。⑶抗EseB抗体能够抑制迟缓爱德华氏菌的聚集。随抗体浓度增加,聚集程度逐渐降低,当浓度为1∶100时,聚集被完全抑制;EseB抗体抑制未成熟生物膜(15 h)的形成,随抗体浓度增加,生物膜形成能力逐渐降低,当浓度为1∶100时,细菌基本变为单层分布,与对照组相比,处理组中EseB纤丝的数量减少,长度变短;EseB抗体不能破坏成熟生物膜(24 h),与对照组相比,各处理组中EseB纤丝的数量和长度均无显著变化。