53-细菌间的信息交流.pptx

细菌间的信息交流; 人们一直认为只有在多细胞生物中存在着信息交流人们长期以来一直自然界的.但是,自从20世纪70年代研究人员发现细菌与细菌之间存在着相互间的信息交流后,人们改变了对细菌的生存方式和其生理习性的认识.细菌其实是具有协同作战能力的多细胞习性微生物,而这种能力的形成需要依赖细胞与细胞之间的信息交流.细菌之间的信息交流涉及到细菌的多种生理功能、细菌致病能力以及细菌对抗菌素的耐药等方面.因此,了解和研究细菌的这一机制,阻断其信息交流,也许能达到削减细菌毒力的目的。;细菌间的信息交流 密度感应(Quorum sensing, QS);密度感应系统协调完成多种生命活动;霍乱弧菌;霍乱弧菌密度感应系统的组成;密度感应信号分子的种类;霍乱弧菌密度感应系统的调节网络;霍乱弧菌密度感应系统调节生物膜形成; 霍乱弧菌EPS的主要成分为弧菌多糖(Vibrio polysaccharide，VPS)，由vps-Ⅰ(vpsU, VC0916, vpsA-K, VC0917-27)和vps-Ⅱ(vpsL-Q, VC0934-9)两个基因簇编码合成。VpsR及VpsT是vps基因簇的两个重要的调控子，促进VPS合成及生物膜形成，缺失vpsR及vpsT均下调vps基因簇的表达，抑制生物膜的形成。 　　霍乱弧菌密度感应系统抑制生物膜形成，这种抑制性调节是通过密度感应调节子HapR负调控VpsR及VpsT的表达来实现的。在感染初期，细胞密度低，HapR不表达，解除了对VpsR及VpsT的抑制作用，促进生物膜的形成；当细胞密度逐渐增加，信号分子积累到一定阈值，密度感应通路中的磷酸流向被逆转，导致HapR的大量表达，HapR结合到vpsT上抑制其表达，从而抑制VPS的合成和生物膜的形成。HapR通过vpsR抑制生物膜形成的具体机制还在研究中。 　　目前已经明确，霍乱弧菌在低细胞密度时，至少通过3种机制使生物膜的形成最大化。首先，低细胞密度时活化的sRNAs促进HapR的降解，解除其对VpsR及VpsT的抑制作用；此外，sRNAs激活毒力转录激活子AphA的表达，AphA抑制HapR的表达；另外，AphA可以直接结合vpsT的启动子激活其表达，促进生物膜的形成。 ; 密度感应系统使细菌开始或停止分泌EPS，来增加它们对其他种群和环境的竞争力。具有生物膜的细菌对宿主的免疫系统具有很强的抵???力。与霍乱弧菌相反，一些机会致病菌如铜绿假单胞菌，在高细胞密度时激活EPS分泌，促进生物膜形成。Hammer和Bassler、Nadell等认为这是由于细菌感染机制不同导致的。慢性致病菌中，细菌要尽可能的黏附在宿主中，在细胞密度高时，上调EPS分泌，提高定植能力。而霍乱弧菌在感染后期高细胞密度时，抑制生物膜形成，有助于黏附于小肠上皮细胞的霍乱弧菌在HapA蛋白酶的作用下解离，随粪便排入外环境。未完全崩解的生物膜碎片和细胞团块进入环境水体中，自体诱导物被稀释，由此密度感应信号转变为维持生物膜的形态而不是促使霍乱弧菌变为游离的细胞，这有助于霍乱弧菌在外环境水体中的存活和传播。 ;霍乱弧菌群体感应系统调节Ⅵ型分泌系统 霍乱弧菌密度感应系统调节毒力基因的表达 霍乱弧菌密度感应与其他调控因子的相互作用 ; 综上所述，霍乱弧菌具有较为复杂的密度感应系统，其组成元件和信号传递方式不同于众多革兰阴性菌具有的相对简单的模式，即通过形成AHL-LuxR复合物转录激活目标基因的表达，而是采用了与革兰阳性菌相似的双组分磷酸激酶系统进行信号的传递。HapR是霍乱弧菌密度感应系统的重要调节子，介导对生物膜、毒力因子、Ⅵ分泌系统和HapA蛋白酶等的调控。霍乱弧菌的密度感应系统抑制生物膜形成和毒力因子(CT毒素和TCP菌毛等)的表达，促进hapA蛋白酶的产生，这种独特的调控 模式符合霍乱弧菌的自然生存(外环境)和人体感染模式，有助于霍乱弧菌感染初期(低细胞密度)在人体肠道的黏附定居和感染后期(高细胞密度)从肠道解离外排入环境，维持和起始新的生活感染周期。除此之外，霍乱弧菌密度感应系统还与其他调控因子和信号系统交互作用，形成复杂调控网络，多方面多层次调节菌体的多种生理功能。 ; 随着对细菌密度感应系统组成和调控功能的深入认识，越来越多的学者将研究热点从纯机制研究转移到了密度感应系统相关的应用研究上。干扰QS 系统被认为是一个很有前景的抑制毒力因子产生和生物膜形成，提高药物敏感性，提供新的治疗和检测手段，开发以群体感应为靶点的新型抗菌药物、疫苗等的途径，受到生物界、医学界的广泛关注。