摄铁系统及自分泌毒素对猪源肠外致病性大肠杆菌毒力发挥的影响

为了探究猪源肠外致病性大肠杆菌(extraintestinal pathogenic Escherichia coli,ExPEC)的致病机制,本研究通过小鼠感染模型筛选强毒菌株,以PU-1为强毒代表株进行全基因组测序(染色体登录号CP042246,质粒登录号CP042245)及分析,以铁摄取系统及自分泌毒素为关注点探究上述毒力因子在PU-1株中的编码情况,并构建单基因或多基因缺失株,探究摄铁系统及自分泌毒素在猪源ExPEC致病过程中的作用。结果显示:摄铁系统及自分泌毒素基因在血液定殖的细菌中不同程度上调,最高上调可达11倍;铁摄取系统相关基因缺失株fyuA-ybtQFX、ΔiroBCDEN、Δfur及ΔsitABCD_(Both)对感染小鼠的致病力与野生株相比显著减弱,在感染动物血液载菌量不同程度下降,最高下降至野生株的1/15左右;自分泌毒素相关基因缺失株Δvat及ΔcdtABC对感染小鼠的致病力与野株相比显著减弱,在感染动物血液载菌量下降至野生株的1/2左右。上述结果表明,摄铁系统FyuA-YbtQFX、IroBCDEN、SitABCD及SitABCD-Plasmid的有效组装,及空泡形成毒素Vat和Cdt-I型细胞致死膨胀毒素的成功转运对猪源ExPEC分离株PU-1的毒力有影响。本研究结果有助于更好地理解猪源ExPEC的致病机制,上述被鉴定的毒力因子可作为防控猪源ExPEC引起猪肠道外感染的潜在药物靶标,为防控猪群ExPEC感染方案的制定提供参考。