艰难拟梭菌PaLoc致病决定区基因座敲除突变株转录组学分析及其减毒验证

摘要：

目的:对艰难拟梭菌630（Cd630）菌株和致病决定区基因座（PaLoc）敲除突变株（ΔPaLoc）进行转录组测序和分析，获得Cd630野生型菌株和ΔPaLoc基因的差异性表达谱，并测定野生型Cd630菌株和ΔPaLoc突变株的细胞毒力，为构建艰难拟梭菌全菌减毒疫苗奠定基础。方法:对Cd630菌株和ΔPaLoc敲除突变株进行转录组测序，接着对差异表达基因进行筛选，随后对差异基因进行基因本体（GO）和京都基因与基因组百科全书（KEGG）富集分析。最后在非洲绿猴肾细胞（Vero）和人克隆结肠腺癌细胞株（Caco-2）中进行Cd630野生型菌株和ΔPaLoc敲除突变菌株的细胞毒性验证实验。结果:转录组数据表明ΔPaLoc突变株毒素基因
tcdA、
tcdB未转录。
CD630_36010、
CD630_020910、
CD630_02080和
cel等基因分别上调17.92、11.40、8.93和7.55倍；编码高丝氨酸脱氢酶的
hom2基因、孢子形成蛋白基因
CD630_15810、锌结合脱氢酶基因
CD630_23230、1-磷酸半乳糖醇 5-脱氢酶基因
CD630_23240分别下调为野生型的0.06、0.075、0.133和0.183倍。GO和KEGG富集分析结果表明，ΔPaLoc突变株差异转录基因主要富集于密度感应系统、ABC运输系统、双组分系统、磷酸转移酶（PTS）系统、糖代谢通路以及万古霉素耐药相关的通路等。细胞毒力实验结果表明野生型Cd630菌株对Vero细胞和Caco-2细胞具有毒力，ΔPaLoc突变株丧失对Vero细胞和Caco-2细胞的毒力。
结论:通过对Cd630和ΔPaLoc突变株进行转录测序，表明毒素基因未转录，其他差异性基因可为进一步研究ΔPaLoc突变株生理生化特征提供指引。细胞毒力实验表明，ΔPaLoc突变株丧失了对Vero细胞和Caco-2细胞的毒力，ΔPaLoc突变株为艰难拟梭菌全菌减毒疫苗的构建奠定了基础。

关键词：基因敲除技术、规律间隔成簇短回文重复序列、细菌毒素、艰难拟梭菌、减毒突变体

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资助基金：国家自然科学基金32170134，U1812403;贵州省自然科学基金重点项目黔科合基础［2020］1Z067;地方病与少数民族疾病教育部重点实验室（贵州医科大学）开放项目FZSW-2021-005;National Natural Science Foundation of China32170134, U1812403;Guizhou Provincial Science and Technology[2020]1Z067;the Open Program of Key Laboratory of Endemic and Ethnic DiseasesGuizhou Medical University, Ministry of EducationFZSW-2021-005

在线出版日期：2023-05-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：601-608