负压作用下agr系统调控细菌毒力变化的机制研究

Wound infection is a long challenged problem in orthopedics area.Previous study indicated that infection is a complicated procedure of the interaction between bacteria and host internal environment.Host osmotic pressure、PH and temperature inducing the express of bacteria virulence gene made a contibution to infection procedure.Our previous study discovered that negative pressure environment could cause a change of bacteria virulence gene and factors,however the mechanism is unclear up to now.Accessory gene regulator is an important sensing signal and virulence factors regulating system.Studies indicated that nearly all Staphylococcus aureus virulence factors were regulated by agr system.Our previous study found that negative pressure environment could inhibit express of Staphylococcus aureus agr system.This meant that negative pressure environment may change Staphylococcus aureus virulence factor expression by regulating the agr system,then promote a control of infection.In view of the above,we propose this research:①The trend of the bacteria virulence factor expression changing under different negative pressure mode.②Negative pressure's impact on the Staphylococcus aureus virulence gene and the genetic screening from the regulating system③Testing the the key gene's impact on bacteria virulence and invasion through gene knock-out technique.Revealing the mechanism of expession of Staphylococcus aureus virulence factors made a foundation of infection control.

创面感染一直是骨科领域长期致力解决的难题。前期研究认为：感染是细菌与宿主体内环境相互作用的复杂过程，宿主体内渗透压、pH、温度等环境信号能诱导细菌致病基因表达，对细菌致病过程起重要作用。我们前期研究也发现：负压封闭环境可引起金葡菌致病基因及毒力因子表达变化，但机制尚不明确。附属基因调节子(agr)系统是一种重要的感应信号和毒力因子调节系统，研究表明几乎所有金葡菌毒力因子均受到agr调节。我们前期研究发现：负压封闭环境能抑制金葡菌agr系统表达。提示：负压封闭环境可能通过调控agr系统影响金葡菌毒力因子表达，进而起到控制感染作用。据此提出本课题设计：①研究不同负压模式下细菌毒力因子表达与变化趋势；②负压环境影响金葡菌致病基因及上游调控系统关键位点筛选；③通过基因敲除技术验证上游关键调控基因对细菌毒力与细菌侵袭行为影响。以期深刻揭示负压环境调控金葡菌毒力因子表达机制，为控制细菌感染奠定基础。

创面感染是开放性骨折的常见并发症，也是开放性骨折治疗的主要问题之一。早前研究发现负压创面疗法治疗感染性创面可以起到减轻感染促进愈合的作用，但其具体机制目前尚不明确。课题组在国家自然科学基金的资助下，历经4年，深入探索了负压封闭环境抑制软组织金葡菌感染及促进愈合的机制。.主要研究内容包括：负压治疗下金葡菌软组织感染模型的建立及体外模型的建立；负压环境影响金葡菌毒力基因及毒素分泌的机制探索；负压环境下感染性软组织创面愈合及局部炎症因子表达的分析。.重要结果：建立了稳定的负压治疗金葡菌软组织感染模型及体外负压环境下细菌增殖模型；发现了负压环境通过影响金葡菌agrA、spa、hla、eap的表达进而影响细菌的毒力状态；负压环境通过影响金葡菌生物膜的重要成分进而干扰生物膜的完整性。发现负压治疗下创面局部免疫表达改变，避免了过度的炎症反应，创面愈合速度明显优于常规治疗。因此，负压治疗通过影响创面细菌、改变创面局部炎症状态进而促进感染性软组织加速愈合。本课题揭示负压环境调节金葡菌致病基因表达、控制细菌感染、促进愈合的相关机制，从而为进一步控制感染性创面及相关方法的改进提供一定理论基础。课题组基于该课题共计发表学术论文9篇，申请专利4项，培养研究生3名。