牛鲍曼不动杆菌感染引起的宿主免疫应答机制研究

鲍曼不动杆菌(Acinetobacter baumannii)是一种机会致病菌,因其抗生素耐药性、存活能力强和已揭示的毒力机制受到广泛重视和研究。鲍曼不动杆菌常引发肺部和血液感染,导致肺炎或菌血症,主要表现为高热、呼吸困难和流产等临床症状。该菌广泛分布于水、土壤、空气等几乎所有的自然环境中。此外,该菌宿主广泛,可造成畜禽病死率增高,对畜牧业危害很大,而且感染人类,严重损害人类健康。因此,为防治鲍曼不动杆菌引起的感染,探究鲍曼不动杆菌致病机制以及宿主免疫应答机制至关重要。本文通过体外感染和体内感染两个模型对牛源鲍曼不动杆菌感染引起的宿主免疫应答机制进行研究。本文主要成果如下:(1)首先,构建本实验室牛源鲍曼不动杆菌分离株HNAB01的毒力因子进化树。根据HNAB01菌株8个主要毒力因子基因(ace I,tss B,aba R,car O,omp A,tss G,blp2和lpt D)构建的多序列进化树。结果显示,HNAB01菌株与鲍曼不动杆菌标准株ATCC17978具有最近的亲缘关系,与高毒力菌株LAC-4也有较近的亲缘关系。证明HNAB01菌株具有较强的VX-765抑制剂毒力。其次,使用HNAB01菌株体外感染牛成纤维细胞,结果显示12h后,HNAB01菌株表现出明显的细胞毒性,引起80%的细胞发生形态变化。在感染1hepatic adenoma4h后,观察到所有的细胞形态改变,细胞开始死亡。进一步在细胞感染层面证明了HNAB01菌株具有较强毒性。(2)对感染牛源鲍曼不动杆菌分离株HNAB01菌株14h的牛成纤维细胞进行转录组测序,从转录组水平分析成纤维细胞参与对抗鲍曼不动杆菌感染的免疫应答机制。分析表明,在感染组和对照组之间共检测到了3,014个差异表达基因(DEGs)。经KEGG富集显示,DEGs主要富集在TNF,IL-17,NLR,MAPK,凋亡,内吞,NF-κB和HIF-1等免疫相关信号通路。GSEA结果显示TLR,趋化因子,Th17分化等免疫相关信号通路表达上调。PPI分析显示,在本研究筛选的差异显著的通路中,DEGs可以分为以JUN和CASP3为核心功能蛋白的凋亡功能簇,以及以IL-6,ERBB2,EGFR,MAPK8和CHUK为核心功能蛋白的固有免疫功能簇。(3)为验证TLR4受体在识别鲍曼不动杆菌感染中的作用,本研究使用粘菌素诱导法成功构建LPS缺失型HNAB01菌株,使用氯膦酸盐脂质体成功耗竭小鼠巨噬细胞,并分别构建HNAB01野生型菌株感染WT小鼠,HNAB01野生型菌株感染巨噬细胞耗竭小鼠,以及GSKJ4小鼠LPS缺失型HNAB01菌株感染巨噬细胞耗竭小鼠的模型。研究结果表明,感染野生型菌株的所有小鼠肺部载菌量在感染后24h内持续上升,而感染LPS缺失型菌株的巨噬细胞耗竭小鼠在感染12h的肺部载菌量大于感染24h。病理切片结果显示,在感染野生型菌株时,无论巨噬细胞有没有被耗竭,小鼠肺部均发生了显著的炎症反应,而在耗竭巨噬细胞的情况下,缺失LPS的菌株仅能引起少量且局部的小鼠肺部炎症变化。这一结果证明基质细胞主要依赖于LPS识别受体TLR4识别鲍曼不动杆菌。