结核分枝杆菌PE/PPE蛋白家族生物学研究进展

结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis,MTB)是引起结核病的病原体,也是单一感染微生物导致死亡的最重要原因。在MTB基因组上有一类特殊的蛋白家族——PE/PPE蛋白家族,该蛋白家族对细菌毒力、抗原变异、宿主细胞命运等至关重要,且在特异性诊断试剂和疫苗研制中具有广阔的应用前景。本文将从PE/PPE蛋白家族的结构特征、生物学功能、及其对宿主免疫反应调控等方面的近年来研究进展作一综述。

结核分枝杆菌PE/PPE蛋白研究进展

PE/PPE蛋白是分枝杆菌所独有的蛋白家族,因其氨基端分别含有Pro-Glu(PE)和Pro-Pro-Glu(PPE)的基序而得名,其编码基因约占结核分枝杆菌整个基因组的10%。PE/PPE蛋白从被发现开始就引起了人们的广泛兴趣,本文就近年来的研究进展作一综述。

结核分枝杆菌耐药机制研究进展和PE/PPE蛋白在介导细菌耐药中的作用

结核病是一种由结核分枝杆菌感染引起的,以空气传播为主的传染病,目前仍是全球公共卫生安全的重大威胁。随着抗结核抗生素的广泛使用,结核病的耐药问题也愈演愈烈,出现了多耐药结核、广泛耐药结核甚至完全耐药结核。对临床用抗结核药物作用机制和结核分枝杆菌对应耐药机制的研究,有利于我们开发新的抗结核药物,改造现有抗结核药物和研发新的耐药诊断技术。本文综述了近年来有关抗结核新药的作用机制及细菌耐药机制的研究进展,并特别讨论了最新发现的结核分枝杆菌外膜通道蛋白PE/PPE蛋白可能在结核分枝杆菌耐药中的重要作用,以期为后续的相关研究提供一定的参考。

结核分枝杆菌PE22/PPE36融合蛋白对耻垢分枝杆菌表型及巨噬细胞功能影响的研究

目的将结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis,Mtb)PE/PPE家族重组融合蛋白PE22/PPE36异源表达于耻垢分枝杆菌(Mycobacterium smegmatis,Ms)后,探讨其对Ms表型及巨噬细胞功能的影响,分析其在Mtb感染过程中发挥的作用。方法原核表达获取融合蛋白PE22/PPE36,纯化后免疫6~8周龄小鼠制备多克隆抗体;电击法构建重组菌Ms_PE22/PPE36及Ms_vec,并用所制备的多克隆抗体验证重组融合蛋白在Ms中的表达。将重组菌接种于2×YT培养基中观察其菌落形态及生长曲线;点板法及菌落计数法检测重组菌在H_(2)O_(2)、SDS、溶菌酶、NaNO_(2)、低pH、饥饿等压力条件下的存活情况,以分析PE22/PPE36融合蛋白对Ms表型的影响;重组菌侵染巨噬细胞ANA-1及RAW 264.7后,流式细胞术检测ANA-1细胞凋亡率,ELISA法检测ANA-1细胞TNF-α及IL-6分泌量,Griess法检测ANA-1及RAW 264.7细胞NO分泌量并用通道抑制剂检测所涉及的通路,菌落计数法检测重组菌在ANA-1及RAW 264.7细胞内的存活情况。结果与Ms_vec组相比,Ms_PE22/PPE36的菌落形态、生物膜形成及在溶菌酶、NaNO_(2)、低pH等压力条件下的存活率差异无统计学意义(溶菌酶:t 3 h=0.082,t 6 h=0.174,t 9 h=0.355;NaNO_(2):t 3 h=0.950,t 6 h=1.274;低pH:t 3 h=1.869,t 6 h=1.119,t 9 h=0.091;均P>0.05);在H_(2)O_(2)、SDS压力条件下存活率明显降低(H_(2)O_(2):t 6 h=4.35,t 8 h=4.80;SDS:t 4 h=10.43,t 6 h=2.793;均P<0.05);而稳定期生长速率及在饥饿压力条件下的存活率明显增高(生长速率:t 30 h=5.39,t 36 h=2.55,t 42 h=3.48;饥饿:t=3.323;均P<0.05);与Ms_vec感染组相比,Ms_PE22/PPE36组ANA-1细胞的早期凋亡率及TNF-α分泌量明显增加(早期凋亡:F=4.765;TNF-α:t 24 h=26.642,t_(48)h=7.634;均P<0.05),IL-6分泌量明显减少(t 24 h=5.888,t_(48)h=3.001;均P<0.05),ANA-1及RAW264.7细胞NO分泌量明显增加(ANA-1:F_(12)h=163.267,F_(24)h=111.530,F 48 h=500.328;RAW 264.7:F_(12)h=133.202,F_(24)h=718.436,F 48 h=1434.9;均P<0.05),且可被通道抑制剂Bay 11-7082、U0126及SB203580明显抑制(ANA-1:t NF-κB=32.074;t ERK=11.679;t p38=16.840;RAW 264.7:t NF-κB=119.112;均P<0.001);与Ms_vec相比,Ms_PE22/PPE36在ANA-1细胞内的存活率无明显变化(t_(48)h=0.327,t_(72)h=1.933,均P>0.05),在RAW 264.7细胞内的存活率明显降低(t_(48)h=5.509,t_(72)h=5.417;均P<0.05)。结论重组融合蛋白PE22/PPE36可改变Ms的表型并调控巨噬细胞的免疫应答。

结核分枝杆菌特异PE/PPE蛋白家族研究进展

结核分枝杆菌(Mycobacterium. tuberculosis,MTB)是结核病的病原菌。富含甘氨酸的独特蛋白质家族——PE/PPE蛋白家族编码基因约占整个MTB菌基因组的10%,该蛋白家族可能是细菌毒力和抗原变异的主要来源,对其结构和生物学功能的研究将对结核感染的血清学诊断和结核菌苗的开发具有重要意义。

结核分枝杆菌PE26蛋白调节巨噬细胞免疫反应进而促进分枝杆菌胞内定殖

结核分枝杆菌(MTB)PE/PPE家族蛋白介导MTB与宿主间的相互作用,调节宿主炎症反应,有助于其的存活和疾病发展。为研究PE/PPE家族中PE26蛋白的作用,本实验利用PCR扩增pe26基因片段,构建重组载体p AIN-PE26,转化耻垢分枝杆菌(Ms)构建重组菌p AIN-PE26/Ms,经western blot鉴定结果显示,p AIN-PE26/Ms正确表达重组PE26蛋白(rPE26)。利用差速离心分离p AIN-PE26/Ms亚细胞组分,经western blot鉴定结果显示,r PE26定位于p AIN-PE26/Ms细胞壁。通过p AIN-PE26/Ms的菌落形态观察和生长曲线测定,结果显示,p AIN-PE26/Ms菌体表面较p AIN/Ms对照组更粗糙,脊不规则且相对较高,褶皱不明显;p AIN-PE26/Ms生长速度较对照组极显著增加(P<0.001)。利用H37Ra感染巨噬细胞,通过q RT-PCR检测pe26转录水平,结果显示,H37Ra感染巨噬细胞后pe26转录水平极显著增加(P<0.001)。利用p AIN-PE26/Ms感染巨噬细胞,分别通过q RT-PCR、ELISA检测细胞因子转录和表达水平,采用乳酸脱氢酶(LDH)细胞毒性试验、流式细胞术和胞内定殖的方法检测细胞毒性,结果显示,p AIN-PE26/Ms促进宿主细胞炎性细胞因子(IL-1β、IL-6、IL-12和TNF-α)的转录和表达(P<0.05);r PE26促进巨噬细胞死亡,且在感染48 h时促进细胞早期凋亡(P<0.05);r PE26促进p AIN-PE26/Ms在巨噬细胞内的定殖(P<0.01)。上述结果首次表明,定位于细胞壁的r PE26在感染巨噬细胞过程中促进p AIN-PE26/Ms的生长、炎性细胞因子的转录和表达、巨噬细胞凋亡和胞内定殖。本实验为解析PE26参与分枝杆菌的致病机制和MTB调节宿主免疫反应的机制提供一定参考依据。

与结核分枝杆菌PE25/PPE41和PE35/PPE68相互作用的宿主蛋白的筛选

为筛选与结核分枝杆菌(MTB)的PE25/PPE41和PE35/PPE68两对异源二聚体相互作用的宿主蛋白,本研究以这两对异源二聚体为诱饵蛋白筛选与其相互作用的宿主蛋白。首先将PCR扩增的PE25/PPE41或PE35/PPE68基因串联克隆于改造的pc DNA3.1(+)中(在5'端引入了以编码烟草蚀纹病毒蛋白酶切位点的序列连接的ZZ和Flag标签序列),构建诱饵重组质粒pcDNA-PE25-PPE41和pc DNA-PE35-PPE68。分别将构建的诱饵重组质粒转染293T细胞后提取细胞总蛋白,经ZZ和Flag标签蛋白两步串联亲和层析钓取宿主蛋白,SDS-PAGE电泳分离后切取差异蛋白胶条进行质谱分析,结果显示,PE25/PPE41鉴定到15个差异蛋白,PE35/PPE68鉴定到29个差异蛋白,并分别挑选了与PE25/PPE41和PE35/PPE68相互作用的3个和7个差异蛋白,为进一步验证与PE25/PPE41和PE35/PPE68直接作用的宿主蛋白及研究其生物学功能奠定了基础。

卡介苗中PE和PPE家族蛋白B细胞抗原表位多态性研究

目的了解13株卡介苗(bacille calmette-guérin,BCG)基因组中由PE/PPE基因家族编码的B细胞抗原表位分布情况,分析其对BCG免疫保护力的潜在影响。方法从国际免疫表位数据库(Immune Epitope Data base,IEDB)中检索结核分枝杆菌B细胞抗原表位,与结核分枝杆菌参考菌株H37Rv的蛋白质组进行序列比对,确定PE/PPE基因家族编码B细胞抗原表位序列;并与13株BCG基因组进行序列比对,提取表位编码序列,分析其在BCG中的分布与变异。结果 6个PE/PPE基因家族的基因编码28个B细胞抗原表位,21个B细胞抗原表位在13株BCG中高度保守,7个B细胞抗原表位在BCG中发生基因变异,变异表位分别产生于BCG的不同形成期。结论 PE/PPE基因家族所表达的蛋白大多为细菌表面蛋白,PE/PPE蛋白家族中B细胞抗原表位的变化可能对BCG的保护力产生影响,应继续开展基于B细胞表位的BCG遗传特征研究。

结核分枝杆菌蛋白Rv3425对细菌表型及毒力影响的研究

为探索蛋白Rv3425在结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis,M.tuberculosis)中的功能,本研究以耻垢分枝杆菌(Mycobacterium smegmatis,M.smegmatis)为模式菌株,构建重组了耻垢分枝杆菌Ms-Rv3425。分别将构建菌株(Ms-Rv3425)、野生株(Ms)及空载对照(Ms-Pact)接种于7H9-OADC培养基中37℃培养,观察Ms-Rv3425与Ms及Ms-Pact之间在生长速率、菌落形态、生物膜以及聚集度方面的差异。分别用低pH值以及含有十二烷基磺酸钠(sodium dodecyl sulfate,SDS)、氨苄西林、异烟肼及利福平的培养基进行培养,计算存活率以分析抗逆和抗药能力;用上述压力条件培养结核分枝杆菌标准株H37Ra,分析Rv3425内源表达量的变化;进行THP-1细胞感染和BALB/c小鼠攻毒实验分析菌株的毒性变化。结果显示,与Ms及Ms-Pact相比,Ms-Rv3425的菌落形态更为粗糙且隆起,成膜及聚集能力增强;在压力条件下,Ms-Rv3425表现出更高的抗逆和抗药能力,H37Ra中Rv3425的表达量也显著上调;胞内存活率及小鼠致死率更高,各脏器病理损伤更为严重。综上所述,过表达Rv3425能够改变耻垢分枝杆菌的表型,提高抗逆性、抗药性和毒力。深入探讨PPE家族蛋白Rv3425的功能,将为结核病的防治带来新的视角。

结核分枝杆菌抗原PE35和PPE68基因多态性的初步研究

目的为研究结核分枝杆菌RD1区编码PE/PPE蛋白家族中的PE 35和PPE 68基因的多态性,并评估其基因多态性对免疫识别的影响。方法笔者从本实验室保存的来自国内不同地区的2346株结核分枝杆菌复合群临床分离株中,选取代表不同Spoligotyping类型的161株临床分离结核分枝杆菌菌株,基因扩增后进行序列比对,比较其在T细胞抗原表位的差异。结果在161株菌株中,23株显示有PE 35基因多态性,8株有PPE 68基因多态性。在PE 35基因中,除了菌株JL06018的突变外的其余突变都导致其T细胞抗原表位的改变。PPE 68基因中,62个T细胞表位中有58个(占93.5%)发生了改变。非北京家族PE 35基因的突变率明显高于北京家族(P<0.05),而PPE 68基因突变虽是非北京家族高于北京家族,但差异无统计学意义。结论 PE 35和PPE 68的编码基因存在明显的多态性,并很有可能导致蛋白功能的明显改变。此外,这2个蛋白的人类T细胞表位是高度可变的,提示这2种蛋白可能通过参与分化选择来逃避宿主免疫。北京家族可能比非北京家族更容易被宿主T细胞识别,进而更容易传播。

结核分枝杆菌PE和PPE家族研究进展

结核分枝杆菌的PE和PPE家族成员在结核分枝杆菌基因组中约占8％。且PE和PPE多基凶家族为分枝杆菌属所独有，在其他细菌基因组并未发现类似的如此庞大的多基因家族。对其序列结构、表达和调控的初步研究表明其成员可能表达于细胞表面，参与病原体与宿主间的相互作用，并且可能和结核分枝杆菌等致病分枝杆菌的抗原变异相关。一些家族成员蛋白或多肽可以诱导机体对结核分枝杆菌保护性的细胞免疫反应，是候选疫苗的成份。对其家族成员的各种研究在各个实验室里已广泛展开，本文就其研究现状作一综述。

沈阳恒隆广场地下防水设计与施工

介绍了沈阳恒隆广场地下防水工程的概况及选用PPE聚乙烯胎高聚物改性沥青防水卷材进行防水的设计要点,并对该工程的具体施工工艺作了详细阐述。

结核分枝杆菌靶抗原Rv1789刺激结核感染人群IFN-γ水平研究

目的检测并比较Rv1789刺激结核分枝杆菌(Mtb)感染人群和健康对照者外周血IFN-γ水平。方法以原核表达体系构建、表达、纯化rRv1789。从南京市疾病预防控制中心选择39位受试者,参考临床结核病诊断标准和rCM-WBIA诊断标准将其分为TB感染组(包括结核病患者和潜伏感染者)和健康对照组,进行rRv1789-WBIA试验。结果成功构建pET30b-Rv1789质粒,SDS-PAGE鉴定表达产物分子质量单位为44ku,与预期相符;Western blot证实该蛋白能被相应抗体识别。rRv1789刺激Mtb感染组产生的IFN-γ水平显著高于健康对照组(P<0.01);rCM和rRv1789刺激受检者全血IFN-γ水平具有显著相关性(r=0.616,P<0.01)。结论 PE/PPE家族蛋白Rv1789具有抗原性,可用作Mtb感染快速诊断和结核疫苗候选抗原。