海洋弧菌菌群感应信号分子N-acyl homoserine lactones对NK细胞的调控作用研究

Vibrio are the most common G- bacterial distributed in the aquatic environment. Recent studies found that the most important signaling molecules N-acyl homoserine lactones ( N-AHLs ) not only communicate pathogenicity among G- bacteria, but also effect on eukaryotic cells by MAPK and NF-κB mechanisms, such as to regulate host immunereaction,so N-AHLs has become the research hotspots in the fields of medicine and biology. Now very few is known about N-AHL molecules of pathogenic vibrio, and the regulations of N-AHLs on the immunoloregulation cells of NK have not yet been determined. Our group early studies found that, the dominant pathogenic vibrio such as vibrio alginolyticus and vibrio fluvialis would induce local tissues inflammatory reaction and total body septicemia, and result in multi- organic lesion and nonfunction, while the quorum sensing ( QS ) signaling molecules probably developed very important regulation effection during the infection process. On the base of chemosynthesis of vibrio signaling molecules (3-oxo-C6-HSL, 3-oxo-C10-HSL), we’ll plan to study the effects of vibrio N-AHLs on host immunocytes especially NK cells,and on MAPK signal transduction mechanism in NK cells, so as to provide documentation of bacterial infection mechanism of multi-environment, and to supply a new inspiration for infection diagnosis, treatment and antimicrobial resistance control.

弧菌是水生环境中分布最多的G-细菌。N-酰基高丝氨酸内酯 ( N-AHLs )是G-菌重要信号分子，近年发现它不仅在细菌间交流调控致病性，还通过MAPK、NF-κB等机制调节宿主免疫反应，已成为医学、生物学等领域研究热点。目前，对海洋致病弧菌N-AHLs作用尚知之甚少，更未见N-AHLs对机体主要免疫调节细胞——NK细胞的调控作用报道。本课题组前期研究发现，溶藻、河流弧菌等优势致病弧菌，均可引起局部组织炎症反应和全身败血症，造成多器官损伤，而菌群感应信号分子在其致病中很可能发挥重要调控作用。本研究拟在化学合成弧菌信号分子基础上，通过流式分析技术，研究弧菌N-AHLs对宿主免疫细胞特别是NK的影响，及其对NK细胞MAPK通路调控作用，阐明相关信号机制，为深入揭示多种环境下细菌感染机制提供依据。

目的意义：弧菌是水生环境中分布最多的细菌，部分亚群有强烈的致病性。N-酰基高丝氨酸内酯（N-acyl homoserine lactones，AHLs）是弧菌产生的一类重要群体感应（Quorum Sensing，QS）信号分子，与生物膜形成、毒力因子释放等细菌感染致病机制密切相关，而目前对弧菌AHLs产生情况和潜在作用及其机制不明。故本研究通过探讨重要弧菌优势AHLs分子的潜在致病机制，特别是对机体免疫功能的影响，以期为致病弧菌相关感染机制的研究提供新的启示和措施。.方法：1、采用敏感菌生物学方法和HPLC-MS/MS理化方法对常见重要致病弧菌产生AHLs的详细情况进行系统测定及分析。2、化学合成方法人工合成优势弧菌AHLs分子，微生物敏感菌株共培养法测定其生物活性。3、半定量黏附法和荧光显微染色法探讨3-oxo-C10-HSL对生物膜形成的影响。4、流式细胞学方法测定3-oxo-C10-HSL对宿主淋巴细胞和NK细胞的影响。5、采用ELISA，Western blot及蛋白芯片等分子细胞学技术检测N-AHLs分子对信号蛋白的作用。.结果：1、对常见海洋致病弧菌（溶藻弧菌、创伤弧菌、河流弧菌等）N-AHLs信号分子产生情况进行了系统检测，初步明确了3-OH-C4，3-oxo-C10，3-oxo-C14这3种信号分子为弧菌AHLs谱中的优势分子。2、成功合成了具有天然生物活性的重要QS信号分子3-oxo-C10-HSL。3、3-oxo-C10-HSL参与调控溶藻生物膜形成，其调控模式具有双向性，中浓度时促进溶藻弧菌生物膜形成，低浓度或高浓度时无促进作用甚至会抑制形成。4、3-oxo-C10-HSL可以促进淋巴细胞、NK细胞坏死/凋亡，抑制其增殖，并呈一定量效关系。5、MAPK 信号转导通路关键蛋白的表达及磷酸化水平检测显示，3-oxo-C10-HSL对ERK5、ERK1/2(p42/44)、JNK、p38等多个通路蛋白均有不同的调控作用，既有促进作用，也发挥抑制作用。.结论：初步明确了常见海洋致病弧菌N-AHLs信号分子产生规律，填补了相关研究空白；阐明了弧菌优势分子3-oxo-C10-HSL对生物膜的调控作用规律；阐明了3-oxo-C10-HSL对宿主免疫细胞特别是NK细胞的生物学作用，并进一步揭示了3-oxo-C10-HSL可对MAPK 信号转导通路上的多个节点蛋