基本信息
- 项目名称：
- 猪链球菌2型多重耐药相关蛋白的筛选
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本课题组以临床分离的猪链球菌为研究对象，从中筛选出2型敏感菌株和耐药菌株，人工诱导敏感菌株成为多重耐药菌株，并对同一亲本的敏感菌株和人工诱导得到的多重耐药菌株进行蛋白组学分析，以期筛选出猪链球菌2型菌株的多重耐药相关蛋白，阐明其种类及作用，分析该菌株多重耐药产生的主要方式和机制，为猪链球菌耐药性的分子流行病学检测、寻找新型药物靶位提供科学依据。
- 详细介绍：
- 本课题组以临床分离的猪链球菌为研究对象，从中筛选出2型敏感菌株和耐药菌株，人工诱导敏感菌株成为多重耐药菌株，并对同一亲本的敏感菌株和人工诱导得到的多重耐药菌株进行蛋白组学分析，以期筛选出猪链球菌2型菌株的多重耐药相关蛋白，阐明其种类及作用，分析该菌株多重耐药产生的主要方式和机制，为猪链球菌耐药性的分子流行病学检测、寻找新型药物靶位提供科学依据。结果发现：同一亲本株的敏感菌株和耐药菌株在蛋白表达上确实存在差异，实验筛选的9个差异蛋白中有4个极其可能与猪链球菌耐药性的产生有一定关系。根据已有的研究结果，推测细菌多重耐药是多基因、多蛋白参与的一个复杂过程。其中与筛选的5号蛋白最相近的氨基酸相关腺苷三磷酸结合盒转运蛋白（amino acid ABC transporter periplasmic protein）属于ABC转运蛋白的一种，提示ABC型多药耐药转运子可能是多药耐药产生的主要原因。有关蛋白的功能确认还需要一些后续的实验。
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撰写目的和基本思路
- 目的：筛选猪链球菌2型多重耐药相关蛋白，阐明其种类及作用，分析该菌株产生耐药的主要方式及机制，为猪链球菌耐药性的分子流行病学监测、寻找新型药物靶位提供科学依据。 思路：从临床分离的2型猪链球菌中筛选敏感菌株和耐药菌株，人工诱导敏感菌株成为多重耐药菌株，对获得的耐药菌株和同一亲本的敏感菌株进行蛋白组学分析。
科学性、先进性及独特之处
- 科学性：查文献得知，当前对猪链球菌耐药机制的研究多局限于某一机制的个别基因及蛋白,尚缺乏对同一株细菌从敏感株转变为多重耐药株的系统的、全面的研究和评价资料，难以解释猪链球菌多重耐药的现象和机制。 先进性和独特之处：本课题组把临床分离的猪链球菌2型敏感菌株人工诱导成为多重耐药菌株，并对同一亲本的敏感菌株和耐药菌株采用蛋白组学技术进行蛋白质双向电泳图谱差异等的分析。
应用价值和现实意义
- 若试验结果验证正确，则可有如下方面的应用：①发掘潜在的候选药物靶位（酶或特异配体抑制剂），降解这些蛋白或与这些蛋白结合，阻止其参与药物的转运（即先给蛋白吃药，再给细菌吃药）；②监测猪链球菌2型的分子流行病学，通过检测这些蛋白的存在率及程度来诊断猪链球菌2型的变异速率和程度；③用于检测猪链球菌2型中的特异蛋白，研制出特异的ELISA试剂盒；④检测这些蛋白的免疫原性，用于疫苗生产。
学术论文摘要
- 为获得多重耐药的猪链球菌（Streptococcus suis, S. suis）2型菌株，了解耐药菌株相关蛋白的种类及其作用，从而阐明其多重耐药性产生的主要方式和多重耐药共存的机制，进而为猪链球菌耐药性分子流行病学检测、开发猪链球菌检测试剂盒、发掘潜在的候选药物靶位探索一条新途径。本实验从临床分离的猪链球菌2型菌株中筛选出敏感株和耐药株，通过体外亚抑菌浓度的抗生素逐步诱导敏感菌株成为多重耐药菌株，并对获得的敏感株和耐药株进行蛋白组学分析。结果发现：敏感菌株和耐药菌株在蛋白表达上确实存在差异，本实验共筛选出9个差异蛋白，其中有4个蛋白可能与猪链球菌耐药性的产生有一定关系。
获奖情况
- 2011年3月 南京农业大学 第五届大学生科技节课外学术科技作品竞赛特等奖
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1] Heidt MC, Mohamed W, Hain T, etal. Human infective endocarditis caused by Streptococcus suis serotype 2 [J]. Journal of clinical microbiology, 2005. 43(9): 4898-4901. [2] 王丽平，陆承平，唐家琪. 32种抗菌药物对动物源性链球菌的体外抗菌活性 [J]. 微生物学报, 2004. 44(6):794-799. [3] Escudero JA, Millan AS, Catalan A, et al. First Characterization of Fluoroquinolone Resistance in Streptococcus suis [J]. Antimicrobial Agents and Chemotherapy, 2007. 51: 777-782. [4] Spiegl-Kreinecker S, Buchroithner J, Elbling L, et al. Expression and functional activity of the ABC-transporter proteins P-glycoprotein and multidrug-resistance protein 1 in human brain tumor cells and astrocytes [J]. Journal of Neurooncol, 2002. 57(1): 27-36. [5] Arakaki TL, Pezza JA, Cronin MA, et al. Structure of human brain fructose 1,6-(bis)phosphate aldolase: linking isozyme structure with function[J]. Protein Science, 2004. 13(12): 3077-3084.
同类课题研究水平概述
- 猪链球菌临床发病的现状表明，迄今控制猪链球菌病仍缺乏有效的疫苗和敏感的诊断方法，一旦发病仍靠化疗药物进行治疗。青霉素、大环内酯类抗生素、喹诺酮类抗菌药应是猪链球菌感染的有效治疗药物，但随着抗菌药物的广泛使用，尤其是畜牧业养殖中，大量的抗菌药被用于治疗感染疾病、促进动物生长而添加于饲料中，使得猪链球菌的耐药现象也日趋严重。近年来，很多国家及地区相继报道了对上述药物耐药的猪链球菌株,更为严峻的是多药耐药菌株的出现，对猪链球菌病的治疗造成很大威胁。故深入了解猪链球菌多重耐药机制及如何解决多重耐药性问题己成为目前猪链球菌的主要研究热点之一。 根据我们已有的研究结果和现在正在进行的实验，可以推测细菌多重耐药可能是多基因、多蛋白参与的一个复杂过程。细菌在多药耐药的进化过程中，除了可以直接导致介导多重耐药的外排泵蛋白在耐药菌中超量表达以外，也可能有其它一些相关蛋白参与到这个过程中，并可能在耐药性产生的过程中影响到细菌的生物学特性。而迄今对猪链球菌耐药机制的研究多局限于某一机制的个别基因及蛋白,实验结果也大多来自于遗传背景不清楚的菌株，尚缺乏对同一株细菌从敏感株转变为多重耐药株的系统的、全面的研究和评价资料，不但难以解释细菌多重耐药的全部现象,更不能全面揭示细菌多重耐药的分子基础及机制。 基于国内外目前对猪链球菌耐药机制的研究现状，借鉴其它细菌的研究成果，周密分析该工作假说的可行性，本研究以对多种抗生素敏感的猪链球菌为研究对象，采用抗生素次抑菌浓度自身诱导的方式筛选多重耐药菌株，通过分析猪链球菌全菌蛋白质双向电泳图谱差异，阐明猪链球菌多重耐药相关蛋白的种类及其作用；综合评价猪链球菌在多重耐药产生过程中获得耐药性的主要方式及其共存的耐药机制，进一步为猪链球菌耐药性的分子流行病学监测、发掘新的药物靶位提供新的探索途径。
