沙眼衣原体及其蛋白PmpD的结构研究

本研究拟应用低温电镜单颗粒技术、电子断层成像技术结合分子生物学技术，对临床分离得到的沙眼衣原体膜蛋白PmpD、沙眼衣原体不同状态下的细胞结构、以及沙眼衣原体感染宿主细胞后宿主细胞的重要细胞器的结构变化等三个方面，进行系统的、多分辨的结构研究，从而为衣原体感染宿主细胞机制提供结构生物学的证据和信息。本项目的成果将对基础生物学和临床医学应用两方面产生积极的影响。

沙眼衣原体可致盲，也是女性不育的重要原因。沙眼衣原体在营养缺乏、抗生素影响等条件下，可进入持续感染状态从而导致临床医疗的困难。本研究利用了电子断层成像技术结合分子生物学技术对临床分离的沙眼衣原体急性和持续状态的结构、衣原体感染宿主细胞后的相互作用及其蛋白PmpD进行多方面的研究。获得了以下研究结果：.1.运用冷冻电子断层成像获得了衣原体始体(RB)和原体(EB)的冷冻含水的结构，发现了始体向原体转化时外膜明显增厚，提出了始体转变为原体过程中衣原体外被厚度变化的分子模型；.2.同时运用常温电子断层成像结合半薄切片，研究了沙眼衣原体的发育周期，发现了发育的各阶段可能通过分泌囊泡的方式来实现膜和体积的动态变化；.3.发现了衣原体存在一种有别于传统二分裂的增殖模式，我们认为这是对传统二分裂模式的一种补充。.4.揭示了沙眼衣原体D株的两种可能的内化方式——受体介导内吞和非受体介导内吞。并发现内吞构成中留下的宿主细胞质通道，同时发现了EB转化成RB的过程也发生在衣原体包涵体形成之前。.5.利用药物青霉素诱导，沙眼衣原体可形成形态异常、体积增大的变异体，成功构建了衣原体体外持续感染模型。与急性感染相比，衣原体持续感染状态下的外膜明显增厚，达到19.04nm。.6.衣原体急性感染状态下宿主高尔基体碎片化成短小但完整的高尔基体，而沙眼衣原体持续感染状态下高尔基体没有碎片化。尤其重要的是在衣原体持续感染和急性感染中高尔基体分泌小泡的种类也发生了变化。.7.在冷冻ET三维重构的衣原体膜上发现了一些特殊，形态结构与III型分泌系统相似的结构。初步确定此结构与PmpD蛋白有关。.8.实时定量荧光PCR结果表明衣原体入侵宿主细胞后， 高尔基体相关基因、线粒体相关基因和内质网相关基因在急性感染和持续感染的细胞中有着不同的变化。表明在基因转录水平衣原体对高尔基体结构就产生了影响。.本研究的这些研究结果可以为临床诊断、治疗沙眼衣原体及其引起的疾病提供重要依据。