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目前，临床发现的多重耐药菌株越来越多，生物被膜(Biofilm)的形成是导致细菌多重耐药的第一道屏障。在细菌生物被膜的保护下，细菌可以增强自身对抗生素、环境压力及宿主免疫系统攻击的耐受能力。 尽管目前已经有不少报道涉及到细菌生物被膜的形成是细菌耐药的主要机制之一，但解释细菌生物被膜耐药的分子机制等数据却由于转录组学研究方法的滞后而较少报道。就目前转录组学研究进展来看，由于RNA-seq技术能检测到更多的已知或未知基因、具有更高的准确性、重复性和灵敏性等特点，该技术在动植物乃至细菌转录组测序方面得到了迅速推广和应用。 本论文首先从上百种天然药物活性提取部位、天然药物提取的小分子化合物体外筛选具有抑制耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(Methicillin-resistant Staphylococcus aureus，MRSA)生物被膜形成或破坏已形成生物被膜的活性成分。通过结晶紫染色半定量实验和扫描电镜定性实验评估得到两个天然小分子化合物，熊果酸和白藜芦醇。熊果酸可以抑制MRSA生物被膜形成，但是对已形成的生物被膜没有作用;而白藜芦醇不仅可以抑制MRSA生物被膜形成，而且还可以破坏部分已形成的生物被膜。另外，白藜芦醇和万古霉素联合用药对已形成的MRSA生物被膜的影响最明显（抑制率为55.43％），白藜芦醇和万古霉素单独对已形成的MRSA生物被膜的抑制率分别为23.42％和27.71％。在熊果酸和白藜芦醇对MRSA生物被膜有作用的基础上，本论文也研究了这两个天然小分子化合物对甲氧西林敏感型金黄色葡萄球菌(Methicillin susceptible S.aureus，MSSA) ATCC25923生物被膜的影响。结果表明只有熊果酸可以抑制金黄色葡萄球菌ATCC25923生物被膜形成，而熊果酸和白藜芦醇对其已形成的生物被膜都没有作用，这与它们对MRSA生物被膜的作用是不一致的。因此，本论文采用RNA-seq技术来研究:(1)这两个化合物抑制MRSA生物被膜形成或破坏已形成生物被膜的分子机制;(2)MRSA和金黄色葡萄球菌ATCC25923生物被膜形成的分子机制。 差异表达基因分析表明白藜芦醇抑制MRSA生物被膜形成可能是影响了细菌群体感应(Quorum sensing，QS)系统、表面蛋白和荚膜多糖的合成。而熊果酸抑制MRSA生物被膜形成可能是减少了一些氨基酸的代谢，降低了粘附基因的表达。这些差异初步解释了为什么白藜芦醇可以进一步破坏已形成的生物被膜，而熊果酸只能抑制生物被膜形成。转录组分析表明白藜芦醇破坏部分已形成的MRSA生物被膜的机制也是干扰了其QS系统、表面蛋白和荚膜多糖的合成。另外，选择六个显著性上调或下调的基因（sdrD，hld，spa，agrA，cap5B，cap5C）进一步做了qRT-PCR实验，其结果与RNA-seq趋势一致。转录组分析表明除了影响生物被膜相关蛋白合成外，白藜芦醇和熊果酸还改变了一些编码毒力因子的基因表达，这些毒力因子的产生是造成金黄色葡萄球菌病原性的主要原因之一。 差异表达基因分析表明金黄色葡萄球菌ATCC25923生物被膜形成的机制可能不同于临床MRSA，因为其主要的QS系统agr是没有活性的，该RNA-seq分析结果也得到PCR和qRT-PCR实验验证。当agr系统钝化时，金黄色葡萄球菌可以形成厚的生物被膜。另外，金黄色葡萄球菌ATCC25923形成的生物被膜对万古霉素的耐药性比MRSA生物被膜的耐药性要高。因此，金黄色葡萄球菌ATCC25923一旦形成生物被膜，可能更加剧了其耐药性。 本论文用RNA-seq技术研究两个天然小分子对MRSA和金黄色葡萄球菌ATCC25923生物被膜的影响，结果表明熊果酸可能会用于抑制金黄色葡萄球菌生物被膜形成，但是有agr活性的金黄色葡萄球菌相应的毒素也可能增加（例如:δ-溶血素），这是我们不愿意看到的。因此，熊果酸与QS抑制剂联合用药可能会用于抑制具有agr活性的金黄色葡萄球菌生物被膜形成。白藜芦醇和万古霉素联合用药可能会用于抑制具有agr活性的金黄色葡萄球菌已形成生物被膜再生长。进一步用多个临床MRSA和MSSA菌株做平行研究来验证这些发现。 最后，本论文对一株新的人类共生细菌—木糖葡萄球菌NJ(S.xylosus NJ)，采用全基因组鸟枪法测序策略，用Illumina Hiseq2000对其进行了全基因组测序、velvet组装和RAST注释。木糖葡萄球菌NJ与临床致病菌金黄色葡萄球菌N315(S.aureus subsp aureusN315)和表皮葡萄球菌ATCC12228(S.epidermidis ATCC12228)的基因组比较表明:这三株细菌基因组组成存在很大差异，尤其是木糖葡萄球菌NJ中缺失ica操纵子和agr操纵子，他们与葡萄球菌属生物被膜形成和毒素相关。在这一章，首次详细描述了木糖葡萄球菌NJ的全基因组;另外，通过木糖葡萄球菌NJ与金黄色葡萄球菌N315和表皮葡萄球菌ATCC12228基因组的比较分析，有助于我们在基因组分布上理解影响葡萄球菌属细菌生物被膜形成的因素。同时，三株细菌基因组的比较分析为金黄色葡萄球菌生物被膜的转录组分析做了补充。