C型产气荚膜梭菌感染鹿肠道中关键基因和途径的转录组分析

鹿的产气荚膜梭菌(Clostridium perfringens,C.perfringens)病主要表现为肠毒血症,致死率高。本研究旨在探究C型产气荚膜梭菌感染鹿肠道的关键基因和途径。通过构建C型产气荚膜梭菌感染鹿空肠结扎环模型,HE染色检测C型产气荚膜梭菌感染后空肠的病理学变化,采用Illumina NovaSeq对C型产气荚膜梭菌感染鹿肠道进行转录组测序,并利用qPCR技术进一步验证部分差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs);最后通过STRING网站预测多基因蛋白互作网络。结果显示:形态学分析显示,产气荚膜梭菌感染后鹿肠道组织出现明显的坏死和出血。转录组分析显示,一共存在705个差异表达基因,其中,在感染组肠道中有276个上调的差异基因,有429个下调的差异基因。GO富集分析显示,DEGs主要富集在生物调节、对刺激的反应和免疫系统过程;KEGG富集分析显示,DEGs富集的通路主要是T细胞受体信号传导途径、Toll样受体信号通路和造血细胞谱系等,造成肠道损伤和出血,促进鹿肠毒血症的进程。此外,qPCR结果证实了分析结果准确可信。DEGs蛋白互作分析结果表明TLR6、CLDN1、CD3E、IL1A和CCL20与其他蛋白有较多互作关系,并且GO分析和KEGG分析显著富集的通路高度重合。其中,TLR6可能通过抑制紧密连接蛋白表达和免疫炎症反应在鹿产气荚膜梭菌诱导的肠毒血症中发挥关键作用。综上所述,C型产气荚膜梭菌通过破坏细胞膜,并抑制紧密连接蛋白表达,诱导免疫炎症反应,造成肠道出血和损伤。本研究为鹿感染产气荚膜梭菌后调控的分子机制提供了新的思路,为该病的治疗提供理论基础。

C型产气荚膜梭菌性腹泻仔猪脾脏转录组分析

旨在获得C型产气荚膜梭菌性腹泻仔猪血清炎症因子含量、脾脏病理变化及转录组表达谱特征,为其防治提供参考。选择健康状况良好、体质量相近的7日龄二元仔猪6头,随机分为2组,即对照组(CS)和处理组(TS)。TS组每头仔猪每天灌服1 mL菌液(1×109 cfu/mL),连续5 d,CS组仔猪灌服不含菌液的培养液,感染后0,1,3,5 d采集血液分离血清,用ELISA方法检测IL-8、IFN-α和IFN-γ含量。试验结束后屠宰仔猪采集脾脏,进行HE染色和RNA-Seq测序,对测序获得的差异表达基因进行GO功能和KEGG信号通路富集分析,并采用RT-qPCR检测仔猪感染C型产气荚膜梭菌过程中关键差异表达基因的表达量。结果表明:TS组仔猪脾脏出现明显炎症,中性粒细胞浸润,伴有变性及坏死的实质细胞;第3,5天CS组血清中IL-8、IFN-α和IFN-γ含量极显著低于(P<0.01)TS组;TS组与CS组间有1079个差异表达基因,上调583个,下调496个;差异表达基因富集的GO功能主要有细胞对β干扰素的反应、细胞对DNA损伤刺激的反应、炎症反应的负调控等,富集的KEGG信号通路主要有肺结核、乙型肝炎、B细胞受体等;抵抗C型产气荚膜梭菌感染的候选基因(如JAK3、TLR3、ILF2、CXXC1等)RNA-Seq结果与RT-qPCR结果一致。以上结果表明,JAK3、TLR3等基因通过关键信号通路可能在仔猪脾脏抵抗C型产气荚膜梭菌感染过程中发挥了重要功能。

C型产气荚膜梭菌α、β_1毒素基因的融合

利用PCR技术,从C型产气荚膜梭菌染色体DNA中扩增出α和β1 毒素基因,通过分离、纯化、内切酶酶切、连接和转化,构建了含αβ1 融合基因表达质粒重组菌株BL2 1 (DE3) (pETXAB1 )。经酶切鉴定和核苷酸序列测定证实,构建的重组质粒pETXAB1含有αβ1 融合基因,且基因序列和阅读框架均正确。经ELISA检测,重组菌株表达的αβ1 融合蛋白能够被α、β1 毒素抗体识别。免疫实验结果表明,αβ1 融合蛋白免疫的小鼠可以抵抗1MLD的C型产气荚膜梭菌C5 9 44毒素攻击,表明构建的重组菌株可以作为预防仔猪红痢基因工程亚单位苗的候选菌株。

C型产气荚膜梭菌α、β_1、β_2毒素基因融合及免疫原性研究

为了构建具有良好免疫原性的α-β1-β2融合蛋白,利用PCR技术,从含C型产气荚膜梭菌α毒素基因的克隆质粒pETXA1中扩增出0.95 kbα毒素基因,将其连接到经NcoⅠ单酶切并用碱性磷酸酶处理的含1.65 kbβ1-β2融合基因的重组质粒pETXB1B2上,构建含2.6 kbα-β1-β2融合基因的表达质粒重组菌株BL21(DE3)(pETXAB1B2).经酶切鉴定和序列测定证实,构建的重组质粒pETXAB1B2含有α-β1-β2融合基因,且基因序列和阅读框架正确.经ELISA检测,重组菌株表达的α-β1-β2融合蛋白能够被α、β1和β2毒素抗体识别.表达优化结果表明,以IPTG为诱导剂诱导α-β1-β2融合基因表达的优化条件是:培养基pH 7.5,培养温度37℃,IPTG浓度0.4 mmol?L-1,菌体生长密度OD600达到1.0时加入IPTG,诱导时间5 h,此时α-β1-β2融合蛋白表达量为31.2%.免疫试验结果表明,α-β1-β2融合蛋白免疫的小鼠可以抵抗1MLD(最小致死量,minimum lethal dose)C型产气荚膜梭菌标准株C59-44毒素攻击,表明构建的重组菌株可以作为预防仔猪红痢基因工程亚单位苗的候选菌株.

羊源C型产气荚膜梭菌的分离鉴定、药敏试验及免疫治疗

从陕北某绵羊养殖场猝死绵羊的肝脏和脾脏中分离得到1株细菌,通过细菌培养特性、菌体形态、菌落特征、染色特性、生化试验、外毒素测定、毒素类型的PCR检测和药敏试验等鉴定,结果表明,该分离菌为革兰氏阳性大杆菌,生长特性和生化试验结果符合产气荚膜梭菌的所有特点;该菌可产生致小白鼠死亡的外毒素,PCR检测结果证实外毒素为α毒素和β毒素;药敏试验结果表明,该菌对环丙沙星、诺氟沙星等抗生素高度敏感,对庆大霉素、卡那霉素等抗生素不敏感。表明该菌为引起绵羊猝狙的C型产气荚膜梭菌,用羊梭菌疫苗紧急免疫羊群并配合应用抗生素治疗能有效控制该病的流行。

仔猪大肠杆菌病、C型产气荚膜梭菌病二联灭活疫苗的研制与应用

为了研制仔猪大肠杆菌病、C型产气荚膜梭菌病二联灭活疫苗,将大肠埃希菌C83549(K88)、C83644(K99)、C83710(987P)菌株和C型产气荚膜梭菌C59-2菌株分别接种适宜培养基,提取大肠埃希菌纤毛和C型产气荚膜梭菌外毒素,灭活和脱毒后加入冻干保护剂,冷冻干燥制成冻干灭活疫苗。该疫苗性状为类白色海绵状疏松团块,无菌检验合格,疫苗对仔猪和怀孕母猪安全,怀孕母猪免疫该疫苗后所产仔猪对大肠埃希菌和C型产气荚膜梭菌的攻毒保护率均在80%以上。临床应用结果表明,该疫苗能明显提高免疫母猪的窝平仔猪成活数。

C型产气荚膜梭菌致麋鹿死亡病例

2011年初,本园饲养于十三陵繁育基地的多只麋鹿出现猝死,剖检后发现多处脏器出血严重。心血涂片见到革兰阳性呈短链大杆菌。肠内容物涂片也见到大量可形成芽孢的革兰阳性菌,厌氧环境下培养出大量产气荚膜梭菌,经PCR鉴定其血清型为C型。报告如下。1发病及剖检情况本园饲养于十三陵的麋鹿处于半散养状态,这些麋鹿死前膘情都比较好。本次麋鹿发病非常急,几乎可以说死前没有观察到任何症状，并且3d内该群的麋鹿死亡数量过半。剖检发现各脏器出血严重。整个肠道黏膜充血，特别是小肠充血、出血，黏膜脱落，肠系膜血管努张，肠系膜淋巴结肿胀、充血，出现血灌肠现象。

C型产气荚膜梭菌α毒素基因的克隆与表达

利用PCR技术,从C型产气荚膜梭菌染色体基因组中扩增了1.2kb的α毒素基因,将纯化的PCR产物与载体pGEM-T连接,转化至受体菌JM109中,经NcoI/EcoRI和BamHI/EcoRI酶切鉴定及核苷酸序列测定证实,重组质粒pXCPA1中含有α毒素全基因。随后用NcoI/EcoRI酶切质粒pXCPA1,回收α毒素基因片段,插入到事先经同样酶切处理的载体pET28c中相应酶切位点,构建了表达质粒pETXA1,经NcoI/EcoRI和BamHI/EcoRI酶切鉴定及核苷酸序列测定证实,表达质粒含有α毒素基因且基因序列和阅读框架正确。重组菌株BL21(DE3)(pETXA1)表达产物经ELISA检测和SDS-PAGE分析,重组菌株表达的α毒素蛋白能够被α毒素单抗识别,其表达量占菌体总蛋白相对含量的16.28%。

C型产气荚膜梭菌β_1毒素基因表达

利用PCR技术 ,从C型产气荚膜梭菌染色体DNA中扩增出 β1 毒素基因 ,然后用限制性核酸内切酶BamHI和EcoRI对其进行双酶切处理 ,回收 0 .95kb的β1 毒素基因片段 ,最后将其定向克隆在事先经同样内切酶处理的载体pET - 2 8c中相应位点上 ,转化至受体菌BL2 1(DE3)中。经BamHI和EcoRI双酶切鉴定和核苷酸序列测定证实 ,构建的重组质粒pETXB1含有 β1 毒素基因 ,并且具有正确的基因序列和阅读框架。重组菌株BL2 1(DE3) (pETXB1)经IPTG诱导后 ,其表达产物经ELISA检测和SDS -PAGE分析 ,结果表明重组菌株可以高效表达β1 毒素蛋白 ,该蛋白占菌体总蛋白相对含量的 12 .2 4 %。

仔猪大肠埃希氏菌、C型产气荚膜梭菌的灭活及脱毒方法研究

[目的]研究仔猪大肠埃希氏菌病、C型产气荚膜梭菌病二联灭活疫苗的质量及产品的安全性。[方法]对大肠埃希氏菌和C型产气荚膜梭菌浓缩菌液,用不同浓度甲醛溶液经不同灭活时间、灭活温度进行了灭活和脱毒试验。[结果]大肠埃希氏菌培养物在37～38℃条件下用0.4%的甲醛溶液灭活48h,可以使细菌全部灭活;C型产气荚膜梭菌培养物在37～38℃,采用0.5%～0.8%的甲醛溶液进行灭活和脱毒7～14d,或者采用2次灭活和脱毒方法,7d可以达到完全灭活和脱毒。[结论]在37～38℃条件下,用0.4%的甲醛溶液对大肠埃希氏菌培养物灭活和采用0.5%～0.8%的甲醛溶液对C型产气荚膜梭菌进行灭活和脱毒,可以达到理想效果。

C型产气荚膜梭菌β_2毒素基因的克隆与表达

利用PCR技术,从C型产气荚膜梭菌染色体基因组中扩增了0.72kb的β2毒素基因,将纯化的PCR产物与载体pGEM-T连接,转化至受体菌JM109中,经NcoI/BamHI和BamHI/EcoRI酶切鉴定及核苷酸序列测定证实,重组质粒pXCPB2中含有β2毒素基因。随后用NcoI/BamHI酶切质粒pXCPB2,回收β2毒素基因片段,插入到事先经同样酶切处理的载体pET-28c中相应酶切位点,构建了表达质粒pETXB2,经NcoI/BamHI和NcoI/HindⅢ/BamHI酶切鉴定及核苷酸序列测定证实,表达质粒含有β2毒素基因且基因序列和阅读框架正确。重组菌株BL21(DE3)(pETXB2)表达产物经ELISA检测和SDS-PAGE分析,重组菌株表达的β2毒素蛋白能够被β2毒素抗体识别,其表达量占菌体总蛋白相对含量的13.26%。

仔猪大肠杆菌·C型产气荚膜梭菌菌液的培养工艺

[目的]研究仔猪大肠杆菌、C型产气荚膜梭菌菌液的培养工艺。[方法]分别试验不同的培养时间、培养温度和接种剂量对大肠杆菌纤毛表达量和C型产气荚膜梭菌产生毒素的影响。[结果]大肠杆菌在接种剂量为3%～5%,在36～37℃条件下培养7 h,可产生较高含量的纤毛抗原;当接种剂量为1%～2%,C型产气荚膜梭菌C59-2菌株在35℃条件下培养16～20 h,可产生大量致死性毒素。[结论]该研究为研制具有较好效果的仔猪红痢、黄痢预防疫苗提供了依据。

猪C型产气荚膜梭菌的分离与鉴定

为了摸清引起湖北某猪场3日龄内仔猪以出血性下痢、死亡率高的疾病病因,经病料涂片镜检、培养基接种、生化试验和血清型鉴定,诊断为C型产气荚膜梭菌感染,该菌厌气肉肝汤培养物上清0.001 m L可引起小鼠全部死亡,具有较强的毒力。

C型产气荚膜梭菌类毒素疫苗的制备及抗体效价研究

为制备具有高效保护力的C型产气荚膜梭菌类毒素疫苗,利用C型产气荚膜梭菌标准菌株(NCTC 3180)所产外毒素经甲醛灭活并加入佐剂乳化后制备该疫苗。参照《中华人民共和国兽用生物制品质量标准》分别对疫苗进行了安全性检验、无菌检验和免疫效力检验。分别在分娩前30天和15天免疫接种怀孕母猪,通过间接ELISA和毒素中和试验评估母猪初乳和14日龄仔猪血液中抗体效价水平。结果显示,母猪初乳和仔猪血清中抗毒素效价分别为1∶3200和1∶1600,母猪初乳和仔猪血清中的中和效价均为1∶6。表明制备的类毒素疫苗效价高并安全可靠,免疫实验动物后能对母体和其所产幼畜起到一定的保护作用。

C型产气荚膜梭菌不同菌株交叉免疫保护力研究

将C型产气荚膜梭菌(Clostridium perfringens)C59-2、C59-37和C59-383种菌株分别制备成灭活疫苗,分别免疫小白鼠和家兔,2周后分别用不同菌株的致死性毒素进行攻击。结果表明,C型产气荚膜梭菌不同菌株制备的灭活疫苗免疫小白鼠和家兔后,可使小白鼠和家兔能抵抗其他菌株致死性毒素的攻击,小白鼠保护数在7/8以上,家兔保护数也均在3/4以上。说明C型产气荚膜梭菌不同菌株之间具有较好的交叉免疫保护作用。

C型产气荚膜梭菌β毒素蛋白结构及抗原表位预测

利用DNASTAR、I-Tasser软件对C型产气荚膜梭菌β毒素的蛋白结构、抗原表位进行预测与分析.综合β毒素蛋白亲水性、表面可能性、抗原指数、二级结构预测结果显示,B细胞抗原表位可能位于肽链2-4、7-16、23-26、36-40、55-58、72-75、172-179、190-193、196-203、211-214、246-249位氨基酸区域;结合三级结构预测结果显示,190-193、211-214成为表位的可能性较大.

C型产气荚膜梭菌类毒素在家兔和绵羊上抗原含量与免疫效果关系的研究

为了确定C型产气荚膜梭菌类毒素抗原含量与免疫效果之间的关系,试验以不同剂量的类毒素分别接种家兔和绵羊,免疫18 d后测定血清中和效价,并用1个最小致死量(MLD)的毒素进行攻毒。结果表明:1个家兔MLD的毒素含量为小鼠MLD的20倍,1个绵羊MLD的毒素含量为小鼠MLD的450倍;类毒素含量与免疫效果在一定范围内呈正相关,在家兔和绵羊上能提供保护的最小免疫剂量分别为400个小鼠MLD和500个小鼠MLD的类毒素。

一起由C型产气荚膜梭菌引起的食源性疾患流行病学调查

目的查明某公司发生的一起食源性疾患的原因,采取有效措施预防类似事件发生。方法制定病例定义,开展病例搜索和个案调查,采用描述性流行病学推断可疑餐次,采集剩余食物等相关样品进行实验室检测。结果剩余食物芹菜、2件涂抹刀具、2件涂抹菜板及5件病人粪便中均检出产气荚膜梭菌,并对分离到的产气荚膜梭菌毒素进行PCR检测,确定为毒素C型。结论该事件为一起由C型产气荚膜梭菌引起的食源性疾患。

C型产气荚膜梭菌实验感染仔猪肠道circRNA的表达特征

circRNAs在病原菌感染宿主的肠道疾病发展中具有重要的调控作用。C型产气荚膜梭菌(C.perfringens type C)是引起仔猪腹泻及相关肠道炎症的主要细菌之一,对产业造成了严重的经济损失。然而,目前有关circRNAs如何调控仔猪C型产气荚膜梭菌性腹泻的全面且系统的研究未见报道。本研究通过RNA高通量测序研究分析了C型产气荚膜梭菌感染的7日龄仔猪回肠组织circRNAs的表达谱,筛选差异表达circRNAs,并进行差异表达基因GO和KEGG功能富集分析,利用miRanda等软件预测circRNA的microRNA靶点,构建circRNA-miRNA-mRNA的互作网络,并进行qPCR验证。结果显示,在C型产气荚膜梭菌感染的处理组(TI组)和对照组(CI组)中共鉴定出3162个circRNAs,其中差异表达circRNAs有694个,上调表达circRNAs有404个,下调表达circRNAs有290个。功能富集分析结果表明,差异表达circRNAs的亲本基因主要富集在细胞周期、TGF-β信号通路、赖氨酸降解、Wnt信号通路、T细胞受体信号通路、MAPK信号通路等,调节仔猪对产气荚膜梭菌感染的抗性反应。此外,本研究构建了与C型产气荚膜梭菌感染致仔猪腹泻相关的circRNA-miRNA-mRNA互作网络,发现8 circRNAs-5 miRNAs-12 mRNAs组成的ceRNA网络与产气荚膜梭菌感染性疾病密切相关。本试验可为深入研究circRNA调控仔猪C型产气荚膜梭菌性腹泻疾病及猪抗腹泻病品系培育提供参考。

C型产气荚膜梭菌重组菌株BL21(DE_3)pXETAB_2B_1表达条件的优化

目的优化C型产气荚膜梭菌重组菌株BL21(DE3)pXETAB2B1融合蛋白表达的条件。方法以IPTG(异丙基硫代-β-D-半乳糖苷)为诱导剂,通过聚丙烯酰胺凝胶电泳比较pH值、培养温度、诱导时间、菌体生长密度等因素对重组α-β2-β1融合蛋白表达进行表达条件的影响。结果C型产气荚膜梭菌重组菌株BL21(DE3)pXETAB2B1的表达优化条件是:最适培养基pH值是7.5,最适诱导时间是5小时,最适表达温度是37℃,最适菌体生长密度是OD6001.0,IPTG最适诱导浓度是0.4 mmol/L。结论获得C型产气荚膜梭菌重组菌株BL21(DE3)pXETAB2B1融合蛋白的最佳表达条件。