模拟失重对大肠埃希菌生物学性状的影响研究——摘要
摘要：研究大肠埃希菌在模拟失重条件下连续传代培养14 d后生物学性状的变化。利用Gravite重力控制系统模拟失重条件连续传代培养大肠埃希菌14 d,对菌株的生长速率、形态学、生化代谢、生物膜、环境压力耐受性以及耐药性进行测定,评估模拟失重对大肠埃希菌生物学性状的影响。模拟失重可致大肠埃希菌生长速率增快、体积变小、生化代谢改变、环境压力耐受性及耐药性增加;而相应条件下的生物膜变化无统计学意义。模拟失重可引起大肠埃希菌相关的生物学性状发生变化。
随着我国航天事业的飞速发展，航天员在空间站工作的时间越来越长，在航天多种特殊环境中，失重一直是研究者们最为重视的一种环境。有研究表明，在航天失重环境中，人体的免疫力会有所下降，使航天员的身体对抗各种致病微生物的能力下降。同时，长期寄居于人体的正常菌群及条件致病菌在航天特殊环境中也同样会受到失重环境的影响。在航天飞行期间，这些细菌可以在失重条件下发生毒力、耐药性变化等，导致其致病性增强，从而使航天员患感染性疾病的可能性增加，也可对航天环境中的空气、水、食品安全性造成威胁。
大肠埃希菌是寄居于人体肠道内最常见的条件致病菌，在一定条件下可以引起胃肠道、泌尿道等多种局部组织器官感染，对人体健康具有潜在的威胁。
既往研究表明，在模拟航天失重环境下，大肠埃希菌、铜绿假单胞菌、沙门氏菌、肺炎克雷伯菌等的基因表达可发生相应的变化，如在模拟失重条件下培养大肠埃希菌K12后，统计分析后发现了16个上调基因和19个下调基因[4]；与正常重力组相比，在模拟失重环境下培养肺炎克雷伯菌14 d，共有171个基因表达失调，包括负责3型纤维体及其调节因子的基因，可导致其生物膜形成能力增强[5]；一项研究证实，模拟失重诱导了鼠伤寒沙门氏菌163个基因差异表达，包括10个Ⅲ型分泌系统毒力基因(表达下调)，以及其他转录调节剂、毒力因子、脂多糖生物合成酶、铁酶利用和功能未知蛋白质的表达差异[6]。寄生于人体内的大肠埃希菌长时间受到模拟失重环境的影响，会引起其基因表达变化，从而导致生物学性状和毒力改变[7-8]，继而影响航天员健康和航天器环境生物安全。因此，研究模拟失重环境下大肠埃希菌基因表达的变化及其与生物学性状变化间的联系，可为航天员的身体健康提供保障，为未来的航天生物安全防护打好基础。