2型豬鏈球菌組氨酸三聚體家族蛋白HtpsC與宿主細胞外基質作用機理的研究.pdf

1、豬鏈球菌(Streptococcus suis，S.suis)是一種重要的革蘭氏陽性致病菌，可致人獸共患病。到目前為止，有35個血清型被臨床檢出，其中2型豬鏈球菌（Streptococcus suis serotype2，S.suis2）臨床檢出率最高且毒力最強。近年來，S.suis2感染在世界許多國家盛行，尤其是1998年和2005年中國的2次大規(guī)模感染人事件的爆發(fā)，導致國內外罕見的鏈球菌中毒樣休克綜合癥(streptococcal

2、toxicshock-like syndrome，STSLS)，不僅造成巨大的經濟損失而且造成嚴重的公共衛(wèi)生事件。因此，開展對S.suis2感染機理的研究，對于預防和控制S.suis2的致病性具有重要的意義。但是，目前關于S.suis2感染、入侵宿主的機理尚不清楚。因此，進一步研究2型豬鏈球菌毒力兇子與宿主相互作用的機理，對于了解和明確S.suis2致病性具有重大意義。
　　組氨酸三聚體家族蛋白(Histidine traid p

3、roteins，Htp)是一類新發(fā)現的鏈球菌表面蛋白家族，因其含有高度保守的、多次重復的組氨酸三聚體基序(His-x-x-His-x-His)而得名。目前所有發(fā)現的Htp蛋白都是由鏈球菌的致病性基因編碼?；谙到y發(fā)育關系及結構組成，Htp蛋白可分為兩個亞家族:HTPⅠ和HTPⅡ。其中，2型豬鏈球菌S.suis2的HtpsC及其同源物即化膿鏈球菌S.pyogenes的Slr和無乳鏈球菌S.agalactiae的Blr，均屬于HTP兒家族。

4、它們的氨基酸序列具有典型的特征，即在其N端具有高度保守的、多次重復的組氨酸三聚體基序(His-x-x-His-x-His);在其C端具有高度保守、多次重復的亮氨酸重復序列LRRs結構域。研究表明，Slr和Blr均屬于李斯特產單核細胞內化素A相關的鏈球菌LRR蛋白家族，其中Slr已經被證實能夠與宿主細胞外基質ECM中的Ⅰ型膠原相互作用，提示HTPⅡ家族蛋白能夠與宿主細胞外基質作用進而發(fā)揮其致病性。在課題組前期的研究中，已經證實htpsC基

5、因是S.suis2中重要的毒力因子，涉及S.suis2的致病性、粘附。通常，細菌粘附、入侵宿主是通過細菌表面粘附素(microbial surface components recognizing adhesive matrix molecules,MSCRAMMs)與宿主細胞外基質ECM之間的相互作用來完成的，病原菌與宿主ECM組分相互作用是細菌粘附、入侵宿主所普遍采取的機制。但是，迄今為止，還沒有關于S.suis2中HtpsC與宿主

6、細胞外基質ECM作用機制的研究和報道。
　　本研究通過對S.suis2中國強毒株05ZYH33的htpsC基因序列分析，發(fā)現它含有2個高度保守的結構域，即N端HTP結構域和C端LRR結構域。通過基因克隆、原核表達及純化獲得了重組HtpsC蛋白。通過與宿主細胞外基質ECM組分的相互作用，證實HtpsC是S.suis2表面的一個粘附素，且是一個纖連蛋白和層粘連蛋白結合蛋白，其功能是在S.suis2感染宿主的過程中通過與宿主ECM纖連蛋

7、白和層粘連蛋白的相互作用，從而介導細菌粘附宿主。本研究進一步地通過原核表達、純化獲得了rHTP和rLRR結構域蛋白，并證實S.suis2中HtpsC的N端HTP結構域是一個層粘連蛋白結合結構域，而其C端LRR結構域是一個纖連蛋白結合結構域，分別介導HtpsC在S.suis2感染宿主時與宿主細胞外基質層粘連蛋白和纖連蛋白的結合。菌體與宿主ECM的實驗表明，相比于野毒株，ΔhtpsC對纖連蛋白的結合下降了40％，對層粘連蛋白的結合下降了30

8、％。
　　綜上所述，本研究鑒定了在S.suis2感染宿主時，組氨酸三聚體家族蛋白HtpsC是S.suis2表面的一個全新粘附素且是一個纖連蛋白和層粘連蛋白結合蛋白，在細菌感染、入侵宿主時通過與宿主細胞外基質ECM相互作用，主要粘附宿主細胞外基質纖連蛋白和層粘連蛋白，從而介導細菌粘附宿主。進一步地研究證明，其C端LRR結構域是一個纖連蛋白結合結構域，而其N端HTP結構域是一個層粘連蛋白結合結構域。研究結果表明，在S.suis2感染宿