ABC转运蛋白相关基因在牙龈卟啉单胞菌致病过程中作用的研究

Porphyromonas gingivalis (P. gingivalis), the key etiologic agent of periodontitis, can express several different virulence factors playing a role in the pathogenic process. ABC (ATP binding cassette) transporters comprise one of the largest of all paralogous protein families, which can influence the virulence of pathogenic microorganism by a verity of mechanisms and may be the putative virulence factor of P. gingivalis. This research intends to start from the genes differentially expressed by qRT-PCR method for screening out the ABC transporter protein gene highly expressed in the interaction of P. gingivalis and gingival epithelial cells, which may be associated with virulence closely related gene was knockedout further to clarify its specific functions and the role in the pathogenic process. The results are expected to reveal the relationship between the ABC transporter protein and P. gingivalis virulence at the molecular and genetic level, identify the new virulence factors and pathogenic gene of P. gingivalis, and provide a new theoretical foundation for pathogenesis of periodontal disease .

牙龈卟啉单胞菌（P.gingivalis）是牙周重要致病菌，在其致病过程中，有一系列毒力因子在发挥作用。ABC(ATP-binding cassette，ABC)转运蛋白是在所有物种中均存在的庞大且高度保守的转运蛋白基因家族，可通过多种方式来影响致病微生物的毒力，可能是P.gingivalis潜在的毒力因子。本课题拟从基因的差异性表达入手，采用qRT-PCR方法筛选出P. gingivalis与牙龈上皮细胞相互作用过程中高表达的ABC转运蛋白相关基因，敲除其中可能与致病力关系密切的基因，以进一步明确其具体功能以及在致病过程中扮演的角色。研究结果期望从分子和基因水平上揭示ABC转运蛋白与P. gingivalis致病力之间的关系，对发现P. gingivalis新的毒力因子和致病基因有重要意义，并可为牙周病发病机制的研究提供新的理论基础。

牙龈卟啉单胞菌（P.gingivalis）是牙周重要致病菌，在其致病过程中，有一系列毒力因子在发挥作用。ABC(ATP-binding cassette，ABC)转运蛋白是在所有物种中均存在的庞大且高度保守的转运蛋白基因家族，可通过多种方式来影响致病微生物的毒力，可能是P.gingivalis潜在的毒力因子。本课题从基因的差异表达入手，筛选出P. gingivalis与牙龈上皮细胞相互作用过程中差异表达的ABC转运蛋白相关基因，并通过构建差异表达基因的突变株明确基因功能，从分子和基因水平上揭示ABC转运蛋白与P. gingivalis致病力之间的关系，为发现P. gingivalis新的毒力因子和致病基因提供研究基础。.选取高毒力株P. gingivalis W83为研究对象，采用qRT-PCR方法，分析在感染牙龈上皮细胞前后，P. gingivalis W83中编码ABC转运蛋白基因的表达情况，筛选出在该过程中差异表达的基因，比对分析差异表达的基因功能，筛选出可疑致病基因；采用同源重组的方法敲除可疑致病基因，构建突变株；并从生物学性状，毒力因子表达，对牙龈上皮细胞的毒性作用以及在动物模型中的作用四方面分析可疑致病基因的功能。.结果共发现差异表达基因6条，其中上调表达2条，基因编码为PG_RS04465和PG_RS07320，上调倍数分别为3.394和2.403。下调表达基因4条，其中基因PG_RS04170下调最明显，倍数为7.407。选取这三条基因构建突变株，功能分析发现，三株突变株的生物学性状与模式株无差异，而牙龈素蛋白酶的表达均降低，其中两株高表达的基因突变株为显著降低。在其它致病力方面，三株突变株有不同表现：PG_RS04465突变株在脂多糖表达，黏附侵入上皮细胞能力及对小鼠的毒力作用方面比模式株降低；PG_RS07320突变株的黏附侵入能力，刺激上皮细胞表达细胞因子的能力低于模式株；而低表达基因PG_RS04170的突变株在脂多糖表达，刺激上皮细胞表达IL-1β，以及对小鼠的毒力作用低于模式株。.研究结果提示ABC转运蛋白是P. gingivalis的毒力因子，可通过多方面影响细菌的毒力，基因PG_RS04465，PG_RS07320，PG_RS04170在致病过程中发挥作用，尤其是高表达的两条基因，可能是P. gingivalis新的可疑致病基因。