NO调控鲍曼不动杆菌多重耐药的机制研究

Acinetobacter baumannii (A. baumannii) is the most important "superbugs" in China and the recovery of multi-drug-resistant (MDR) A. baumannii strains has been rising in past decades. Recent studies showed that nitric oxide (NO) generated by nitric oxide synthases (NOSs) increases the resistance of bacteria to a broad spectrum of antibiotics, but the function of NOS in A. baumannii remains unclear. Interestingly, Our preliminary data indicated that the NO induced by NOSs can protect A. baumannii against the antibiotics. It is therefore necessary to identify the mechanism of NO-mediated resistance to antibiotics in A. baumannii. Our research will focus on the clarifying the pathway of NO-mediated resistance to antibiotics by testing the sensitivity of NO to structures of antibacterial drugs, H2O2 degrading activity, Swarm expansion assay and Dispersal assay and so on. The new antibiotics targets and theoretical basis would be provided by the pathway of NO-mediated resistance to antibiotics in A. baumannii. The elucidation of NO-mediated antibiotics resistance mechanism would be invaluable to new drug design.

多重耐药鲍曼不动杆菌是目前我国最重要的“超级细菌”，其多重耐药菌株逐年升高。研究发现，细菌中一氧化氮合酶（NOS）催化产生的NO能够通过多种途径增强细菌的耐药性，但在鲍曼不动杆菌中有关NOS的研究未见报道。课题组前期发现在多重耐药鲍曼不动杆菌中存在NOS，且NOS催化产生的NO能降低鲍曼不动杆菌对抗菌药物的敏感性，参与耐药。因此有必要明确在多重耐药鲍曼不动杆菌中NO介导其耐药的作用机制。本课题拟通过检测NO对不同结构抗菌药物的敏感性、H2O2的降解率、菌落群集膨胀以及生物膜疏散等实验明确鲍曼不动杆菌中的NO调控细菌耐药的作用途径，阐明NO介导其耐药的作用机制，为开发新型的抗菌药物提供靶点和理论依据。

多重耐药鲍曼不动杆菌是目前我国最重要的“超级细菌”，其多重耐药性菌株逐年升高。课题组前期发现在多重耐药鲍曼不动杆菌中存在NOS，且NOS催化产生的NO能降低鲍曼不动杆菌对抗菌药物的敏感性，参与耐药。因此有必要明确在多重耐药鲍曼不动杆菌中NO介导其耐药的作用机制。本研究利用LFH-PCR技术敲除疑似NOS的基因序列，获得突变菌株Δnos,并发现其在不同时期的生长均降低。构建过氧化氢酶KatA的缺失突变株ΔkatA，在NO作用下检测了H2O2毒性降解率、H2O2产生的氧化“压力”对细胞的存活率影响、铁离子螯合剂产生的氧化“压力”对野生型细胞影响及芬顿反应对DNA损伤量的影响，发现NO能通过激活过氧化氢酶活性和抑制芬顿反应两种作用方式介导耐药。并进一步检测了NO对细胞生物膜的形成、细胞群集运动能力以及生物膜细胞疏散能力的影响，发现NO能通过影响生物膜的结构介导耐药。此外，我们还对出现在中国丽水市的携带有碳青霉烯类耐药基因（blaNDM-1）的超级细菌进行研究，探索其可能的来源与流行特征。序列分析显示，质粒pHS36-NDM有181个开放阅读框编码的功能蛋白，涉及复制、稳定遗传、耐药性和可移动遗传元件。本研究促进了对pHS36-NDM的潜在的耐药性和扩散机制的理解，加深我们对含有blaNDM-1质粒持续扩散的认识。同时，项目负责人还跟进了金黄色葡萄球菌的耐药性研究，系统调查了华东某高校医院金黄色葡萄球菌的流行病学和分子特征，并对其遗传多样性进行了综合评价和比较。研究表明，大环内酯类抗生素，尤其是红霉素，不适合用于金黄色葡萄球菌引起的的皮肤感染。而更有效的措施，是需要降低大环内酯类、夫西地酸和莫匹罗星耐药性病原菌的传播。最后，针对新冠肺炎病毒爆发的情况，我们分析了中国政府为应对此次疫情，采取的一系列防控工作措施。