Hfq依赖的UPEC生物膜相关sRNA的鉴定及功能研究

Recurrent urinary tract infection (RUTI) caused by multi-drug resistant uropathogenic Escherichia coli (UPEC) is a challenge for clinical treatment. One of the key virulence characteristics of UPEC is the capability of biofilm formation both in vitro and in vivo. The biofilm formation contributes to form intracellular bacteria community (IBC) and quiescent intracellular reservoir (QIR), which makes UPEC persist in host and causing recurrent infection. On the basis of our previous study, in the present study, we plan to investigate the mechanism of gene regulation that contribute to biofilm formation and development of recurrent infection through biofilm formation regulated by the Hfq dependent sRNA. Firstly, through phenotype analysis of hfq mutant, the roles of Hfq in formation of biofilm are investigated. Then, with transcriptome and sRNA analysis, the target genes and sRNA regulated by Hfq are identified. At last, by analysis of the Hfq dependent sRNA and their regulation on target genes, the roles of sRNA in biofilm formation are tested. Taken together these data, the mechanisms of Hfq mediated sRNA regulation of biofilm formation and development of recurrent infection are analyzed, contributing to pathogenesis mechanism of UPEC, and providing theoretical basis for development of new drugs.

由多重耐药尿路致病性大肠杆菌（UPEC）引起的再发性尿路感染（RUTI）是临床治疗的一个难题。UPEC引起RUTI的关键是感染后在体内形成生物膜，即胞内菌群（IBC）和静息菌库（QIR），使细菌持续在宿主体内存在，并在激活后造成尿路感染反复发作。本项目在前期研究的基础上，以整体调控子Hfq介导的sRNA调控作用为切入点，探讨UPEC形成细菌生物膜并建立反复感染的作用机制。首先，通过hfq突变株表型分析，探讨Hfq在生物膜形成过程中发挥的作用；然后，通过转录组测序和sRNA鉴定，分析Hfq在调控了哪些基因和sRNA的表达；最后，通过分析Hfq依赖的sRNA突变株的表型，以及sRNA对靶基因的调控，探讨sRNA发挥作用的机制。综合以上数据，系统阐述UPEC如何利用Hfq介导的sRNA调控生物膜形成并建立感染，深化对UPEC致病机制的理解，为新型药物的研究等提供理论依据。

尿路感染是临床上常见的感染性疾病，其发病率位于感染性疾病的第二位，仅次于呼吸道感染。而引起尿路感染的病原有多种，但最主要的是尿路致病性大肠杆菌（UPEC）。UPEC感染后，会在体内形成生物膜，在抗生素作用下，部分细菌被清除，而有一部分细菌会保存下来，形成静息菌库，成为再发性尿路感染的病因。本项目围绕UPEC形成生物膜的机制开展研究，探索hfq依赖的sRNA在调控UPEC生物膜中的作用。通过本项目，发现了hfq依赖的sRNA，并证实这些sRNA在UPEC的生物膜形成中发挥了重要作用。这些致病因子的发现，有利于寻找新的药物靶标，对于开发新的治疗UPEC引起的尿路感染具有重要意义。