RIP 衍生物对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌生长曲线及生物膜形成的影响(一)
耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的群体感应系统-附属基因调节(agr)系统,调控多种毒力因子表达,其中最重要的一类毒力因子是葡萄球菌溶素。MRSA 还能够表达一些黏附蛋白,促进细菌生物膜的形成。这些毒力因子在MRSA 侵袭性感染过程中发挥重要作用。RNAⅢ抑制肽(RIP)是agr 系统抑制剂。本研究设计合成了新的RIP 衍生物RIP1183,检测其对MRSA 的生长和生物膜形成的影响,以及在不同时相对重要毒力因子表达的影响,探讨RIP1183 抗菌、抗生物膜的作用机制。
1 材料与方法
1.1 试剂
微量RNA 提取试剂盒RNeasy Mini Kit(QIAGEN),细菌RNA 提取试剂盒RNAprep pure Bacteria Kit,反转录试剂盒PrimeScript Kit,Premix Taq RT-PCR 系统(TaKaRa)。异硫氰酸荧光素(FITC)、葡萄糖均购自Sigma 公司;胰蛋白胨大豆肉汤(TSB)培养基购自北京陆桥技术有限责任公司。
1.2 菌株和药品
MRSA(USA300)由美国国立卫生研究院(NIH)的Michael Otto 教授友情惠赠。RIP1183 由本课题组设计,委托空军军医大学生物制药教研室合成,白色疏松粉末,批号:20141001,含量:99.41%,保存条件:-20℃低温保存。
1.3 细菌培养
按照1∶100 的比例接种MRSA(USA300)至5 mL的培养基中,37℃振荡培养14 h,将过夜培养的细菌分别转接至10 mL TSB 培养基 (含0.5%的葡萄糖),将细菌浓度调整至1×108CFU/mL。RIP 组加入RIP1183使其终浓度为50 μg/mL。对照组加入无菌磷酸盐缓冲液。37℃振荡培养,每隔2 h 测定1 次吸光度(OD)630值,监测12 h 内细菌生长情况,实验重复3 次。
收集菌体,细菌培养操作同上,每隔2 h 吸取100 μL 菌液,12 000 r/min,4℃,离心10 min,弃去上清,收集沉淀(细菌),保存至-80℃冰箱中。
1.4 细菌生物膜
细菌过夜培养,用含有0.5%葡萄糖的TSB 培养液将菌液稀释至1×106CFU/mL,接种于48 孔培养板中。RIP 组加入RIP1183,使药物终浓度为50 μg/mL,对照组加入无菌磷酸盐缓冲液。37℃湿盒中孵育48 h后,弃上清,无菌磷酸盐洗掉浮游菌和杂质。然后用FITC(0.1 mg/mL)标记贴壁细菌,无菌磷酸盐清洗3 次,避光4℃保存,荧光显微镜(Olympus,CKX41)观察贴壁细菌并拍照。使用Image J 软件定量分析荧光强度。
1.5 qRT-PCR
为了探讨金黄色葡萄球菌不同生长时相,agr 系统的激活情况,以及RIP1183 对细菌葡萄球菌溶素和生物膜形成的影响,分别检测细菌迟缓期(2 h)、对数期(6 h)和稳定期(10 h)16S rRNA、RNAⅢ、人类白细胞抗原(HLA)、icaA 和fnbA 基因的表达水平。
收集的细菌,按照微量RNA 提取试剂盒RNeasy Mini Kit 说明书,提取细菌总RNA。将RNA 溶于30 μL的DEPC 水,然后用反转录试剂盒PrimeScript RT reagent Kit 获得cDNA。qRT-PCR 反应:反应体系20 μL,包括cDNA 2 μL,2×SYBR®Premix Ex TaqTMⅡ10 μL,上游引物(10 μm)1 μL,下游引物(10 μm)1 μL,无菌ddH2O 6 μL。反应条件:segment 1:95℃、5 min;segment 2:95℃、10 s,55℃、30 s,40 个循环;segment 3:95℃、15 s,55℃、60 s,95℃、15 s;每个反应重复3 次。用2-ΔΔCT法计算分析各组基因相对于内参基因16S rRNA的表达量。用于检测基因表达水平的引物序列,见表1。
表1 用于检测基因表达水平的引物序列
1.6 统计学方法
采用GraphPad Prism Version 5.0 统计软件对所得数据进行统计学分析,计量资料用均数±标准差()表示,采用独立样本t 检验。以P <0.05 为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 RIP1183 对MRSA(USA300)生长曲线的影响
MRSA(USA300)培养在含葡萄糖的TSB 培养基中,2 h 后由迟缓期进入对数期,8 h 后进入稳定期;RIP 组加入RIP1183(50 μg/mL),MRSA(USA300)同样是在2 h 进入对数期,8 h 后进入稳定期。与对照组比较,RIP1183 不影响细菌生长,差异无统计学意义(P >0.05)。见图1。
图1 RIP1183 对MRSA(USA300)生长曲线的影响
2.2 RIP1183 对细菌生物膜形成的影响
与对照组比较,RIP 组细菌生物膜形成显著减少(P <0.01)。见图2。
RIP 衍生物对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌生长曲线及生物膜形成的影响(一)
RIP 衍生物对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌生长曲线及生物膜形成的影响(二)
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