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fimH基因对尿路致病性大肠埃希菌1型菌毛粘附功能影响的初步探索
摘要：
尿路感染是一种常见的感染病。其中约80%的感染由大肠埃希菌（E.coli）引起。在这些致病性E.coli属于O1群中的E.coli中，重要的毒力因子是1型菌毛（type1fimbriae）的结构和相关的粘附功能。这个毒力因子的表达受到fimH基因的调控。本研究使用食品级质粒pGEM-Teasy载体成功克隆了fimH基因，并构建了fimH敲除融合突变菌株。探究了fimH基因对菌体的粘附能力和尿路致病性的影响。结果表明fimH缺失菌株较单倍体E.coliK12菌株在HEK293细胞上粘附能力降低，并且能明显降低其在小鼠模型中的尿路致病性。
关键词：大肠埃希菌；1型菌毛；fimH基因；尿路感染；粘附功能
引言：
尿路感染是一种常见的感染病，其中约80%的感染由大肠埃希菌（E.coli）引起（Hootonetal.,2010）。在这些致病性E.coli属于O1群中的E.coli中，重要的毒力因子是1型菌毛（type1fimbriae）的结构和相关的粘附功能（RobertsandHannan,2012）。这个毒力因子的表达受到fimH基因的调控。fimH基因编码了1型菌毛的亚基FimH，它是整个菌毛上的顶端粘附蛋白。FimH可以结合到宿主细胞表面的多糖，从而促进E.coli的粘附和入侵（RobertsandHannan,2012）。
先前的研究表明fimH基因与菌体的粘附能力和致病性有关，但它对这些能力的具体影响尚不完全清楚。本研究旨在探究fimH基因对菌体的粘附能力和尿路致病性的影响。
材料和方法：
重组质粒
本研究成功克隆了fimH基因，将其插入食品级质粒pGEM-Teasy载体中，然后经过电泳检查和测序确认。构建了fimH敲除融合突变菌株，方法为将fimH基因的5'和3'端与响应基因突变的新基因kanaR和tetR链接。
细胞培养
株系包括单倍体E.coliK12菌株、fimH缺失菌株和fimH敲除融合突变菌株。细胞在LB培养基上生长16小时。
HEK293细胞培养
用DMEM培养基培养HEK293细胞，细胞上清液经过过滤器后分别与单倍体E.coliK12菌株、fimH缺失菌株和fimH敲除融合突变菌株接种共同培养。
小鼠模型
16只BALB/c小鼠随机分成4组，分别接种单倍体E.coliK12菌株、fimH缺失菌株和fimH敲除融合突变菌株。观察小鼠的尿路感染情况并记录数据。
结果：
fimH基因的缺失对菌体粘附性和尿路致病性产生了显著影响。单倍体E.coliK12菌株在HEK293细胞上的粘附能力显著高于fimH缺失菌株。在小鼠模型实验中，接种fimH缺失菌株的小鼠尿路感染的发生率显著降低，并且感染程度也更轻。
讨论：
本研究的实验结果表明fimH基因对菌体的粘附能力和尿路致病性产生了显著影响。这个效应主要是通过菌毛的顶端粘附蛋白FimH来实现的。fimH基因的缺失降低了FimH的表达量，从而减弱了菌体的粘附能力和尿路致病性。
这个研究的结果为E.coli感染机制的研究提供了新的洞见，并有可能发展成为治疗尿路感染的新策略。例如，抗FimH的药物可能会制止E.coli在宿主细胞表面的粘附。此外，尝试利用FimH的缺失来构建新型的疫苗也具有很大的前景。
结论：
本研究表明fimH基因对菌体的粘附能力和尿路致病性产生了显著影响。这些数据提供了理解E.coli感染机制的新视角，并为治疗和预防尿路感染提供了新的策略。