牛源肠道病原性大肠杆菌的不同生长期对宿主作用机理及其减少排放污染研究

German large-scale outbreak of EHEC infection event involved 14 countries around the world. The doctors have never touched so terrible E. coli strains, and sometimes felt helpless. More headaches are that the source of the bacteria is uneasy to be checked out, which makes it impossible to take effective measures to prevent them. Therefore, food insecurity problems induced by pathogenic microbial contamination are not resolved because of the development of science and technology, however, are becoming even more severe and are a threat to human health. Based on the regional resource advantages and preliminary studies, and on the comprehensive identification of bovine intestinal pathogenic E. coli characteristics, the current project will establish up an information library for bovine pathogenic E. coli strains; to clarify the distinctions for the toxicity, serotype, pathogenicity and virulence genes characteristics of regional pathogenic E. coli between the different growth phases; to illustrate the law for the effect of pathogens at different growth phases on host immune function, intestinal morphology, immune cells of the intestinal mucosa and secretary factors of Peyer's node. In addition, the effect of koumiss actives and Stomoxys calcitrans antimicrobial peptides on the cell surface characteristics of intestinal pathogenic E. coli and its mechanism of action will be tested. These studies will reveal the dangers of pathogenic E. coli on the cellular and molecular level, and will enforce the reduction of pathogenic E. coli emissions and provide a theoretical study for the healthy and sustainable development of the cattle industry.

本世纪德国大规模爆发的肠出血性大肠杆菌感染事件，涉及到全球14个国家。医生从未见过如此厉害的大肠杆菌，一时感到束手无策，更头疼的是病菌的源头迟迟查不出来，使得无法采取有效措施。因此，病原性微生物的污染而引起的食品不安全的问题，不但没有因为科技发展而日渐改观，形势反而变得更加严峻，严重威胁着人类健康。本项目立足于地区资源优势和前期研究，在全面进行牛源肠道病原性大肠杆菌特征的鉴定基础上，建立牛源病原性大肠杆菌信息库。明确地区病原性大肠杆菌不同生长期的毒性、血清型、致病性和毒力基因特征。研究鉴定病原菌的不同生长期对宿主免疫机能、肠道形态结构、肠黏膜免疫细胞和Peyer's结分泌因子的影响规律。从细胞、分子水平上揭示病原性大肠杆菌的危害性。研究酸马奶活性物和厩螫蝇抗菌肽对肠道病原性大肠杆菌的细胞表面特性影响及其作用机理。实现减少病原性大肠杆菌排放问题，为牛业健康持续发展提供理论依据。

项目分离鉴定了内蒙古牛主产区不同血清型致病性大肠杆菌和毒力基因，并且采用试剂盒、流式细胞术等手段揭示了不同血清型致病性大肠杆菌对机体的体液免疫和内分泌免疫的影响规律，采用人工感染的方法构建了牛源肠道致病性大肠杆菌感染小鼠模型。研究发现了O1、O2、O8 、O78、O6、O9、O98、O1、O8、O149等多种血清型大肠杆菌，同时对鉴定大肠杆菌进行了小鼠致病性试验，为内蒙古地区大肠杆菌数据库的建立提供了理论和实践基础。. 以小鼠为试验动物，采用试剂盒测定、流式细胞术、放射免疫和 ELISA 试验手段，研究了不同血清型致病性大肠杆菌在肠道内不同生长期对小鼠体液免疫、细胞免疫和内分泌的影响机理。研究发现，不同血清型大肠杆菌对小鼠不同感染时期，具有不同程度的侵害作用，导致机体无法维持健康和小鼠死亡。. 通过对酸马奶活性物的提取，研究对致病性大肠杆菌的体内外抑菌效果。研究表明，酸马奶中存在抑菌的抗菌复合物，且对致病性大肠杆菌有体外抑菌效果，可以损害细菌细胞膜通透性和细胞壁通透性，并且对感染小鼠，有很好的修复和保护作用。. 研究发现酸马奶中植物乳杆菌和提取物nisin对由致病性大肠杆菌引起的疾病，有很好的修复作用，而且植物乳杆菌对致病性大肠杆菌有很好的体外抑菌效果。Nisin对革兰氏阴性菌的体外抑菌效果不明显，但是nisin和大黄联合后体外抑菌效果均大于单药的体外抑菌效果。. 厩螫蝇生长在杂菌恒生的环境中，却不被细菌感染，说明体内存在抗菌物质，研究发现，蛋白提取法具有很好的体外抑菌效果，对致病性大肠杆菌抑菌圈直径分别为对E.coli O1、O8、和O78为22.73±0.36、25.55±0.39、18.53±0.40mm。在体外抑菌表明，厩螫蝇抗菌蛋白粗提液可以破坏致病性大肠杆菌的细胞膜通透性、细胞壁的通透性和溶解菌体蛋白的作用。并测量了大分子细胞泄露和培养液的电导率。结果发现，OD值升高最快的是E.coli O8,证明对其损伤程度最大，并且电导率上升最快的是E.coli O8，电导率的改变可以反应细胞膜通透性的变化。