PTS EIIB组分驱动单核细胞增生李斯特氏菌的菌株特异性毒力:高低毒力菌株中生物膜形成与宿主感染的差异调控

The PTS EIIB Component Drives Strain-Specific Virulence in Listeria monocytogenes: Divergent Regulation of Biofilm Formation and Host Infection in High- and Low-Virulence Strains.

作者信息Lu Liu, Caixia Liu, Ruixuan Qian, Yatao Qi, Zhongke Yin, Ruifeng Luo, Dongdong Du, Zengqi Liu, Lichao Kang, Jing Wang
PMID41156735
发布时间2025-09-28
DOI10.3390/microorganisms13102274

实验完整度

包含体外突变株构建、表型分析(生长、溶血、生物膜、运动)、细胞感染(Caco-2、JEG-3、RAW264.7)及小鼠体内定植等多个独立层级,并包含功能验证和转录调控分析。

主要模型

低毒力菌株LM873及其EIIB缺失突变株 高毒力菌株LM928及其EIIB缺失突变株 Caco-2、JEG-3、RAW264.7细胞系 ICR小鼠感染模型

重点核对

EIIB基因缺失突变株的构建与遗传稳定性(PCR验证) 生物膜形成实验中的培养时间点(8-72 h)及结晶紫染色定量 细胞感染实验中的感染复数(MOI)和庆大霉素处理浓度 动物实验中不同菌株的感染剂量(LM873组107 CFU,LM928组105 CFU) RT-qPCR检测的目标基因及内参基因(gyrB)

摘要

单核细胞增生李斯特氏菌是一种革兰氏阳性胞内病原体,能够引起严重感染。李斯特菌致病岛4编码一个磷酸转移酶系统,其EIIB组分在碳水化合物磷酸化和毒力中发挥关键作用。然而,EIIB在不同致病菌株中毒力调控中的精确功能仍不清楚。本研究从低毒力菌株LM873构建了EIIB缺失突变株及其互补株,并与高毒力菌株LM928及其相应突变株进行了比较分析。EIIB缺失差异调节生物膜形成:在LM928中抑制,在LM873中增强,并伴随生物膜相关和毒力基因的相应转录变化。两种突变株均表现出溶血活性受损,而运动性减弱仅见于LM928ΔEIIB。在细胞水平上,LM873ΔEIIB增强了对Caco-2的黏附与侵袭,但损害了在JEG-3中的胞内增殖;相反,LM928ΔEIIB促进了Caco-2侵袭,同时减弱了JEG-3黏附、侵袭和胞内复制,并降低了在RAW264.7巨噬细胞中的侵袭和增殖。动物实验表明,EIIB缺失减弱了LM928在肝脏和脾脏中的定植,但对LM873无显著影响。总之,我们的研究确立了EIIB作为单核细胞增生李斯特氏菌中菌株依赖性毒力调节因子,特别是调节生物膜形成和宿主-病原体相互作用。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
EIIB组分在高低毒力单核细胞增生李斯特氏菌中是否以及如何差异调控毒力?
核心机制
EIIB通过差异调节生物膜形成相关基因和毒力基因的表达,影响溶血活性、运动性、细胞感染及体内定植,其调控作用具有菌株依赖性。
主要证据
基于LM873和LM928的EIIB缺失突变株,通过体外生长、溶血、生物膜、运动性、细胞感染实验及小鼠体内定植实验,结合RT-qPCR分析,证实EIIB缺失对高低毒力菌株产生不同影响。
研究意义
揭示了EIIB作为菌株依赖性毒力调节因子的作用,为理解单核细胞增生李斯特氏菌的致病机制提供了新视角。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

构建EIIB缺失突变株及互补株

获得低毒力菌株LM873的EIIB基因缺失突变株及其互补株,用于后续表型和毒力分析。

利用同源重组方法构建LM873ΔEIIB,通过pIMK2-EIIB电转化构建互补株CLM873ΔEIIB,并通过PCR和测序验证。

2

体外生长曲线测定

评估EIIB缺失对细菌基础生长的影响。

在BHI培养基中培养六种菌株,监测OD600随时间的变化。

3

溶血活性测定

检测EIIB缺失对溶血能力的影响。

使用绵羊红细胞悬液测定细菌培养上清的溶血活性。

4

生物膜形成能力测定

评估EIIB缺失对生物膜形成的影响。

采用微量培养板法,结晶紫染色定量生物膜形成。

5

RT-qPCR分析PTS和毒力相关基因表达

检测EIIB缺失对各基因转录的影响。

提取细菌RNA,逆转录后使用RT-qPCR检测PTS组分、毒力和生物膜相关基因的表达。

6

运动能力测定

评估EIIB缺失对细菌运动性的影响。

在TSA半固体培养基上接种细菌,测量迁移圈直径。

7

细胞感染实验

评估EIIB缺失对细菌黏附、侵袭和胞内增殖的影响。

感染Caco-2、JEG-3和RAW264.7细胞,使用庆大霉素杀灭胞外菌,测定黏附、侵袭和胞内细菌数量。

8

小鼠体内定植实验

评估EIIB缺失对细菌在体内器官定植的影响。

通过腹腔注射感染ICR小鼠,72小时后检测肝脏、脾脏和脑组织中的细菌载量。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证样本或模型特征
验证分子表达变化
验证免疫效应
评估体内效果

产品清单

实验环节名称品牌货号
脑心浸液培养基Hopebio--
LB培养基Hopebio--
MEM培养基Procell--
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清ExcellBio--
RNA提取试剂盒TransGen Biotech--
绵羊红细胞悬液----
庆大霉素----
青霉素-链霉素溶液Solarbio--
ICR小鼠SPF Biotechnology--
酶标仪BioTek--
SPSS 20.0IBM--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
菌株构建
EIIB基因缺失突变株的构建方法,质粒载体,PCR验证引物和条件
阅读提示:Materials and Methods 2.4 'Construction of Mutants and Complement Strains'
生长曲线
培养条件(BHI,37°C),初始OD600,稀释比例,测量间隔
阅读提示:Materials and Methods 2.5 'Evaluation of In Vitro Growth'
溶血活性
细菌培养时间,OD600调整,绵羊红细胞浓度,孵育时间
阅读提示:Materials and Methods 2.6 'Quantitation of Hemolytic Activity'
生物膜形成
培养时间点(8-72 h),结晶紫染色步骤,定量方法
阅读提示:Materials and Methods 2.7 'Assessment of Biofilm Formation Ability'
RT-qPCR
RNA提取方法,反转录条件,内参基因,目标基因列表
阅读提示:Materials and Methods 2.8 'RT-qPCR'
运动性
半固体培养基成分,培养温度和时间,迁移圈测定
阅读提示:Materials and Methods 2.9 'Detection of In Vitro Motor Ability'
细胞感染
MOI,庆大霉素浓度,感染时间点
阅读提示:Materials and Methods 2.10 'Determination of Infection Capacity'
小鼠实验
小鼠品系、周龄、性别,感染剂量,感染途径,分析时间点
阅读提示:Materials and Methods 2.12 'Measurement of Bacterial Burden in Mice'