单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes,简称单增李斯特菌)作为革兰氏阳性食源性致病菌,一旦摄入被其污染的食物轻则出现胃肠炎重则导致败血症、脑膜炎等。溶菌酶作为天然的抗菌剂,已广泛应用于食品工业。但单增李斯特菌具有较强的溶菌酶抗性,且机制尚未明确。开展单增李斯特菌溶菌酶抗性机制的研究不仅有助于加深对致病菌抗菌剂抗性的认知理解,同时也为食品级高效抗菌剂的开发及李斯特菌病的临床治疗提供理论基础。因此,本学位论文主要围绕单增李斯特菌的溶菌酶抗性展开研究,利用转座子测序(Tn-seq)及转录组测序(RNA-Seq)等方法在全基因组范围内对单增李斯特菌双组分信号系统调节溶菌酶抗性的机制进行探究并对其调控网络进行分析,且进一步揭示了此类双组分信号系统在单增李斯特菌突破肠道菌群屏障以感染宿主过程中所发挥的作用。主要研究内容及结果如下:(1)通过构建单增李斯特菌高密度转座子突变体库,进行必需基因(essential gene)的挖掘与鉴定。以热敏质粒为载体,构建了单增李斯特菌mariner转座子突变库,经转座子插入测序发现,该突变库含有43,793个不同的突变株,基因组上平均67 bp就有一个转座子插入。在富营养培养基条件(BHI)下,共鉴定出637个单增李斯特菌必需基因,其功能主要集中在蛋白质翻译、物质代谢、细胞壁合成等途径以维持细菌的基础生理需求。(2)通过Tn-seq对单增李斯特菌的溶菌酶抗性相关基因进行鉴定。本研究鉴定出44个溶菌酶抗性相关基因及2个非编码RNA。进一步分析发现双组分信号系统对单增李斯特菌的溶菌酶抗性具有重要作用。借助转录组测序技术,在溶菌酶作用条此网站件下鉴定出142个差异表达基因。分析表明,单增李斯特菌暴露于溶菌酶后,通过增加细菌表面的净正电荷、减少自溶素的分泌及抑制细胞分裂,来减少细胞损伤。(3)通过同源重组及Cre-lox系统构建溶菌酶抗性相关双组分信号系统突变株(?deg U、?vir R、?ces R及?yyc I)并对其特性进行研究。结果表明,deg U、vir R、ces R和yyc I作为单增李斯特菌溶菌酶抗性必需基因,且与细胞壁完整性相关。DegU和Vir R影响溶菌酶对单增李斯特菌的双重活性(细胞壁裂解酶及阳离子抗菌肽活性),Vir R和Yyc I通过减少单增李斯特菌细胞表面净负电荷,影响其溶菌酶抗性。(4)通过不同的小鼠感染模型研究溶菌酶抗性与毒力的关系,并对单增李斯特菌感染途径中影响毒力的因素进行探究。(I)SPF小鼠口服感染作为自然感染途径模型,摄入被污染的食物后,单增李斯特菌进入宿主肠道,穿过肠道屏障,进而传播到肝脏和脾脏。在此模型中,单增李斯特菌溶菌酶抗性相关双组分信号系统突变株毒力均减弱;(II)SPF小鼠腹腔感染模型绕过胃肠道感染阶段,直接进入感染后期。在该模型中?deg U和?vir R突变体的毒力降低,?ces R突变体与野生型表现相似,?yyc I突变体毒力高于野生型,说明经胃肠道感染时存在使溶菌酶抗性相关突变株毒力衰减的因素;(III)抗生素处理(Abx)小鼠口服感染模型与SPF小鼠口服感染模型相比略有不同,前者清除了肠道菌群,即在感染过程中消除了肠道菌群对单增李斯特菌的影响。该模型感染结果与SPF小鼠腹腔感染基本一致,表明肠道菌群对单增李斯特菌突变株的入侵具有抵抗作用。随后,我们在SPF小鼠粪便中发现了可以抑制单Staurosporine研究购买增李斯特菌生长的肠球菌。更为重要的是单增李斯特菌野生型及突变株对这类肠球菌表现出了不同程度的敏感性,并且其敏感程度与其在自然感染途径中毒力减弱程度相似。以上动物模型研究结果表明,单增李斯特菌溶菌酶抗性相关双组分信号系统通过肠道菌群调节毒力。(5)最后,通过转录组测序技术探究双组分信号系统调节溶菌酶抗性及毒力的机制。研究结果表明,Dnon-medicine therapyegU、Vir R、Ces R和Yyc I通过调节不同溶菌酶抗性基因和毒力基因的表达来介导单增李斯特菌溶菌酶抗性及毒力,其中DegU调节pgd A、oat A、pbp4、pbp X等;Vir R调节dlt ABCD、mpr F、anr AB等;Ces R调节orf2420、ces K、lmo2459、lmo2522等;Yyc I调节spo VG、inl A、inl B、inl H、act A等。且DegU、Vir R、Ces R和Yyc I均可以调节鞭毛合成相关基因,4个溶菌酶敏感突变株的生物膜形成能力皆下降。