frpB基因在幽门螺杆菌摄取利用血红素铁机制中的作用研究

铁是细菌赖以生存的一种微量元素，而血红素铁是细菌在宿主体内可利用的主要铁源，病原菌获取血红素铁的能力与其致病机制密切相关。体外试验表明Hp能够很好利用血红素作为铁源，但对于Hp是如何摄取利用血红素的机制并未阐明。本室前期研究已经鉴定出在Hp利用血红素铁代谢中关键酶-血红素氧合酶，证实其在Hp适应性定植中发挥了重要的作用。进一步生物信息学分析及初步生化实验发现，Hp的 hp0876(frpB)基因可能在HP摄取、转运血红素发挥了重要的功能。因此，本项目拟以frpB基因为研究对象，通过体外生物化学实验和细胞学实验确证其功能；同时以基因敲除手段构建突变株，结合体内外培养及动物实验分析这些在HP定植感染的作用，阐明frpB在Hp摄取利用血红素铁的具体作用机制，为研究Hp感染机制及防治提供新的证据及思路。

前期研究我们已经鉴定出幽门螺杆菌（H. pylori）利用血红素铁代谢机制中的关键酶-血红素氧合酶，但对于幽门螺杆菌是如何摄取、转运血红素的机制并不清楚。初步生物信息学分析及预实验提示，frpB（hp0876）基因可能在幽门螺杆菌摄取、转运血红素发挥了重要的功能。本项目以frpB基因为研究对象，重组表达FrpB蛋白以及基因敲除手段构建突变株△frpB，通过体外培养实验、细胞学实验以及动物实验的研究frpB在幽门螺杆菌定植感染中发挥的具体作用。研究发现，△frpB株在不同浓度的游离铁条件下没有观察到生长缺陷。血红蛋白或血红素作为唯一铁源时，△frpB株仍具有类似于野生型菌株的生长曲线。体外生长竞争实验也表明，△frpB株仍保留了摄取血红素铁的能力。在体外与人胃上皮细胞株共培养以及动物试验发现，△frpB株能诱导胃上皮细胞分泌的IL-8释放增加，增强Hp粘附胃上皮细胞能力。结果表明，frpB基因可能不是幽门螺杆菌的血红素铁摄取所必须的。frpB基因可降低幽门螺杆菌粘附与定植能力，降低胃上皮细胞IL-8的分泌，在幽门螺杆菌定植感染中发挥特殊的平衡作用。