奶牛乳腺炎葡萄球菌生物被膜形成及相關(guān)基因分析構(gòu)建

阿依努爾·亞森

摘 要 奶牛乳腺炎主要指的是奶牛乳腺在受到了物理或者化學(xué)刺激之后，因?yàn)椴≡⑸锏那忠u所導(dǎo)致的一種炎癥反應(yīng)，嚴(yán)重情況下還會(huì)導(dǎo)致患牛出現(xiàn)死亡的情況，從而導(dǎo)致奶牛養(yǎng)殖人員遭受到巨大的經(jīng)濟(jì)損失。本文主要就奶牛乳腺炎葡萄球菌生物被膜形成及相關(guān)基因進(jìn)行了探究分析。

關(guān)鍵詞 奶牛乳腺炎；葡萄球菌生物被膜；基因分析

奶牛乳腺炎作為一種奶牛養(yǎng)殖過(guò)程中的常見疾病，引發(fā)牛乳腺炎的微生物種類比較多，其中由金葡菌所引發(fā)大感染占據(jù)了30.6%～41.7%左右，也是最容易形成生物被膜的致病菌?？梢哉f(shuō)奶牛乳腺炎反復(fù)感染治療困難可能跟葡萄球菌所形成的生物被膜有著一定的相關(guān)性，也就要求相關(guān)技術(shù)人員能夠加強(qiáng)對(duì)該方面的研究工作，借此來(lái)獲得良好的奶牛乳腺炎預(yù)防跟治療效果。

1 葡萄球菌生物被膜形成簡(jiǎn)析

就葡萄球菌生物被膜的致病性進(jìn)行探究，Melcior認(rèn)為細(xì)菌生物被膜是導(dǎo)致乳腺炎臨床復(fù)發(fā)以及慢性持續(xù)感染的一個(gè)重要因素。通過(guò)對(duì)葡萄球菌生物被膜形成的原因以及機(jī)制進(jìn)行分析時(shí)，還能夠給予奶牛乳腺炎的臨床預(yù)防跟治療進(jìn)行新的思路的提供，。但是葡萄球菌生物被膜形成的原因比較復(fù)雜，并有多種蛋白質(zhì)都參與其中。攜帶生物被膜相關(guān)蛋白基因的葡萄球菌在奶牛乳腺中的生存能力也能夠得到一定程度的提升，這也就跟革蘭氏陰性菌的生物被膜有著密切的相關(guān)性。此外在對(duì)葡萄球菌的生物被膜進(jìn)行研究過(guò)程中，還發(fā)現(xiàn)了其主要是促進(jìn)細(xì)菌相互聚集的多糖黏附素這一模式來(lái)促使生物被膜的聚集跟成熟。而在sar、agr以及sigB等多種基因的調(diào)節(jié)下合成PIA。我國(guó)目前在進(jìn)行乳腺炎葡萄球菌生物被膜的研究過(guò)程中，多是將研究重點(diǎn)放置在生物被膜形成機(jī)制上面，并多是使用標(biāo)準(zhǔn)菌株來(lái)進(jìn)行研究，也就難以獲得良好的研究效果。因?yàn)槠咸亚蚓锉荒さ纳赡芰τ兄欢ǖ牟町愋?，也就可以推測(cè)出具有強(qiáng)生物被膜生成能力的菌株在奶牛乳腺上皮形成了生物被膜之后，會(huì)導(dǎo)致炎癥對(duì)于藥物的抵抗能力得到一定程度的提升，也就導(dǎo)致了奶牛的乳腺炎出現(xiàn)難以治愈以及反復(fù)發(fā)作的情況。在本次研究中主要就葡萄球菌生物被膜形成的相關(guān)基因進(jìn)行了初步分析，并通過(guò)了PCR來(lái)對(duì)相關(guān)基因的分布情況進(jìn)行了有效的檢測(cè)。

2 葡萄球菌生物被膜的基因分析

細(xì)菌生物被膜主要是細(xì)菌產(chǎn)生多聚復(fù)合物機(jī)制來(lái)進(jìn)行自身的包繞，通過(guò)依附在無(wú)活性物體或者活體表面的模式形成具備有一定結(jié)構(gòu)的細(xì)菌群體，在Cucarella看來(lái)，要想對(duì)金葡菌變異的分子結(jié)構(gòu)跟致病機(jī)理進(jìn)行有效的研究，也就需要對(duì)其生物被膜形成的相關(guān)基因進(jìn)行合理的研究。在具體研究過(guò)程中，還發(fā)現(xiàn)了攜帶有生物被膜相關(guān)蛋白基因的葡萄球菌在奶牛乳腺中的定居跟生存能力得到了大幅度的提升，對(duì)于抗生素的攻擊也能夠獲得良好的抵御效果。而Lasa等研究表明了Bap作為金葡菌被膜形成的一項(xiàng)重要蛋白質(zhì)，其分子量為254KD，對(duì)于生物被膜的形成也有著非常重要的調(diào)節(jié)作用，其可以促使相鄰的細(xì)菌形成生物被膜，并且會(huì)直接參與到病原菌的感染過(guò)程之中。通過(guò)將Bap這一基因敲除的模式，也就能夠使得生物被膜的形成能力喪失。但是在Vautor等人的研究過(guò)程中，其應(yīng)用斑點(diǎn)免疫檢測(cè)法對(duì)262柱金葡菌進(jìn)行了免疫檢測(cè)，并未發(fā)現(xiàn)該基因的存在。

ica操縱子主要是由四種基因所構(gòu)成的，其編碼產(chǎn)物能夠合成葡萄球菌生物被膜合成中的PIA物質(zhì)，這也是進(jìn)行細(xì)菌粘附的一種關(guān)鍵物質(zhì)。此外ica在金黃色葡萄球菌中是普遍存在的，其能夠直接參與到細(xì)菌生物被膜的形成過(guò)程中，也是生物膜能夠形成的一個(gè)必要前提。但是并非所有的生物被膜陽(yáng)性菌株中都存在有ica，部分少量擴(kuò)增的ica也是無(wú)法形成生物被膜的。導(dǎo)致該情況存在的原因主要是因?yàn)閕ca自身的表達(dá)會(huì)受到多個(gè)附屬調(diào)節(jié)因素的影響，其只有在依賴于ica基因座的基礎(chǔ)上才能夠形成生物被膜。

Ica操縱子的表達(dá)還會(huì)受到σ因子、sigB、輔助基因調(diào)節(jié)子以及葡萄球菌輔助調(diào)節(jié)子的影響，這些基因通過(guò)自身的相互作用來(lái)操縱ica進(jìn)行生物被膜的形成。此外sigB、sar以及agr在葡萄球菌的生命過(guò)程中也都有著非常重要的功能，其中sar作為葡萄球菌的附屬調(diào)節(jié)因子，其能夠就細(xì)胞內(nèi)外蛋白的表達(dá)情況進(jìn)行廣泛的調(diào)節(jié)，如果sar出現(xiàn)了突變的情況，也就會(huì)導(dǎo)致ica操縱子自身的表達(dá)能力得以下降，對(duì)于PIA的形成也會(huì)造成比較大的影響。Agr作為金黃色葡萄球菌的附屬基因調(diào)節(jié)因子，其對(duì)于一系列的毒素跟毒力因子的表達(dá)也能夠起到良好的控制效果，并且會(huì)直接關(guān)系到宿主自身的免疫系統(tǒng)。但是agr在感染過(guò)程中的作用還存在有比較大的爭(zhēng)議性，在生物被膜形成過(guò)程中，agr的作用在于減少被膜形成的毒力因子表達(dá)，并能夠通過(guò)對(duì)某種表面活性劑樣多肽表達(dá)水平進(jìn)行提升的模式來(lái)增強(qiáng)生物被膜的脫離作用，借此形成浮游細(xì)胞以達(dá)到另一點(diǎn)，來(lái)重新形成新的生物被膜。sigB則能夠?qū)?xì)菌在應(yīng)激條件下的細(xì)菌轉(zhuǎn)錄跟表達(dá)情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，還會(huì)隨著環(huán)境壓力的變化情況來(lái)進(jìn)行細(xì)菌水平跟活性的調(diào)節(jié)。雖然說(shuō)sigB、sar以及agr均是生物被膜中的重要基因，但并非是所有的生物被膜陽(yáng)性菌株中都包含有sigB、sar以及agr基因的，其在金黃色葡萄球菌中的普遍存在表現(xiàn)缺乏一致性。

3 結(jié)束語(yǔ)

葡萄球菌生物被膜的形成過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的多基因控制結(jié)果，在對(duì)生物被膜的相關(guān)基因進(jìn)行研究過(guò)程中，可以通過(guò)敲除這些基因或者對(duì)相關(guān)基因進(jìn)行原核表達(dá)的模式來(lái)對(duì)各種基因在生物被膜形成機(jī)制中的作用進(jìn)行明確，并可以通過(guò)應(yīng)用相關(guān)抗體來(lái)進(jìn)行生物被膜成長(zhǎng)抑制試驗(yàn)的模式來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證，這樣也就能夠就奶牛乳腺炎葡萄球菌生物被膜形成原因有一個(gè)清晰的認(rèn)知，并能夠進(jìn)行生物被膜相關(guān)基因的確定奠定一個(gè)良好的基礎(chǔ)，從而給予奶牛乳腺炎的治療跟預(yù)防提供足夠多的科學(xué)依據(jù)。

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