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        不同生物狀態(tài)白色念珠菌對口腔上皮細胞的黏附能力及ALS mRNA表達

        2015-10-16 20:38:39張輝等
        中國醫(yī)藥導報 2015年26期
        關鍵詞:基因表達

        張輝等

        [摘要] 目的 觀察不同生物狀態(tài)白色念珠菌對口腔上皮細胞的黏附能力及ALS mRNA表達,以期揭示口腔白色念球菌感染機制。 方法 將白色念珠菌3683、SC5314、3630與來源于50名健康志愿者的口腔上皮細胞混合培養(yǎng),采用革蘭陽性染色觀察白色念珠菌的黏附能力,采用熒光定量RT-PCR法檢測白色念珠菌3683、SC5314、3630中ALS2及ALS3 mRNA表達情況。采用SPSS 15.0統(tǒng)計學軟件進行數(shù)據(jù)分析。 結(jié)果 黏附實驗結(jié)果顯示,3株白色念珠菌均可黏附于口腔上皮細胞,且菌株3683黏附數(shù)量明顯多于菌株SC5314和菌株3630,統(tǒng)計學比較顯示,差異有統(tǒng)計學意義(P < 0.05),而菌株SC5314和菌株3630黏附數(shù)量比較,差異無統(tǒng)計學意義(P > 0.05)。熒光定量RT-PCR結(jié)果顯示,白色念珠菌3683、SC5314、3630中均能檢測到ALS2及ALS3 mRNA表達,其中,菌株3683 ALS2及ALS3 mRNA表達水平均高于菌株SC5314和菌株3630,統(tǒng)計學比較顯示,差異有統(tǒng)計學意義(P < 0.05);菌株3630 ALS2及ALS3 mRNA表達水平均高于菌株SC5314,但兩者比較,差異無統(tǒng)計學意義(P > 0.05)。 結(jié)論 不同生物狀態(tài)白色念珠菌的口腔上皮細胞黏附能力不同,菌株黏附能力的強弱可能與其ALS2及ALS3基因情況表達相關。

        [關鍵詞] 白色念珠菌;口腔上皮細胞;黏附能力;基因表達

        [中圖分類號] R781 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210(2015)09(b)-0016-04

        白色念珠菌為條件致病菌,長居于人體口腔、皮膚、胃腸道等部位,在維持機體生態(tài)平衡方面發(fā)揮重要作用。近年來由于免疫抑制劑、抗生素等的廣泛使用,及糖尿病、艾滋病等發(fā)病率的逐年增加,導致患者機體免疫力低下,菌群失衡,使得白色念球菌大量繁殖,口腔白色念球菌感染率增加。白色念球菌的致病力與其黏附性有關[1-2]。研究顯示,在小鼠感染模型中,口腔感染念球菌分離株3683、皮膚感染念球菌分離株3630及系統(tǒng)感染血液念球菌分離株SC5314致病能力差異較大,各菌株的黏膜黏附力不同可能是影響其致病能力的原因之一[3]。ALS基因家族主要編碼白色念珠菌細胞壁表面的糖蛋白,與白色念珠菌和宿主間的黏附性密切相關。有研究證實,白色念球菌ALS基因在生物膜中的表達升高[4-5]。本研究刮取人口腔上皮細胞,并與白色念珠菌3683、SC5314、3630混合培養(yǎng),檢測不同生物狀態(tài)白色念珠菌對口腔上皮細胞黏附能力及ALS mRNA表達情況,以期觀察不同白色念珠菌致病力的差異,探討其感染作用機制。

        1 材料與方法

        1.1 材料

        白色念珠菌3683、SC5314、3630購自于ATCC;人口腔上皮細胞來源于50名健康志愿者。

        1.2 試劑與儀器

        沙堡液體培養(yǎng)基、RPMI 1640培養(yǎng)基及胎牛血清均購自美國Gibco公司;青霉素、鏈霉素及胰蛋白酶均購自美國Sigma公司;EDTA及細胞計數(shù)板購自上海碧云天生物技術有限公司;Trizol購自美國Invitrogenin公司;熒光定量PCR試劑盒購自寶生物工程(大連)有限公司;引物購自上海生工;搖床購自德國UniEquip公司;ABI 3900臺式高通量DNA合成儀、ABI 9700 PCR儀及ABI 7500全自動熒光定量均購自美國ABI公司。

        1.3 白色念珠菌培養(yǎng)

        將白色念珠菌3683、SC5314、3630接種于20 mL沙堡液體培養(yǎng)基中,于搖床培養(yǎng)18 h(37℃,200 r/min)。收集細菌,PBS洗2次,調(diào)整菌密度為1×107個/mL。

        1.4 人口腔上皮細胞獲取及培養(yǎng)

        以細胞刮棒刮取來自浙江省溫嶺市第一人民醫(yī)院的50名健康志愿者口腔上皮細胞,PBS洗兩次,置于含10%小牛血清的RPMI 1640培養(yǎng)基中,調(diào)整細胞密度為1×107個/mL。

        1.5 黏附能力檢測

        將口腔上皮細胞與白色念珠菌3683、SC5314、3630以1∶100比例混合置于6孔板內(nèi),在搖床中孵育1 h(37℃,100 r/min)。行革蘭陽性染色,顯微鏡下隨機選擇50個口腔上皮細胞,計數(shù)每個口腔上皮細胞上黏附的白色念珠菌數(shù)。實驗重復3次。黏附能力計算為念球菌數(shù)/口腔上皮細胞數(shù)。

        1.6 熒光定量RT-PCR

        1.6.1 白色念珠菌

        白色念珠菌培養(yǎng)同“1.3”項下,PBS洗3次,調(diào)整菌密度為2×106個/mL。

        1.6.2 口腔上皮細胞

        細胞獲取同“1.4”項下,調(diào)整細胞密度為2×105個/孔接種于6孔板。

        1.6.3 共培養(yǎng)及觀察

        將口腔上皮細胞與白色念珠菌3683、SC5314、3630分別以1∶10比例混合,RPMI 1640培養(yǎng)基培養(yǎng),接種于6孔板,每孔1.5 mL,培養(yǎng)6 h,光學顯微鏡觀察后,收集細胞,離心,置于-80℃冰箱保存。

        1.6.4. 引物設計

        ALS2:上游引物:5'-CCA AGT ATT AAC AAA GTT TCA ATC ACT TAT-3',下游引物:3'-TCT CAA TCT TAA ATT GAA CGG CTT-5',引物長度為366 bp。

        ALS3:上游引物:5'-CCA CTT CAC AAT CCC CAT C-3',下游引物:3'-CAG CAG TAG TAG TAA CAG TAG TAG TTT CAT C-5',引物長度為342 bp。

        GAPDH:上游引物:5'-TTG ACG GTC CAT CCC ACA A-3',下游引物:3'-GGA ATA ACC TTA CCA ACG GCT TT-5',引物長度為103 bp。

        1.6.5 總RNA提取

        用預冷的DEPC水1 mL清洗白色念珠菌,置于1.5 mL EP管中,加入1 mL Trizol,靜置5 min;加入0.2 mL氯仿,蓋緊EP管,上下傾倒15 s,室溫靜置2~3 min,4℃ 12 000 r/min離心15 min,取上清;加入0.5 mL異丙醇,-20℃放置1 h,4℃ 12 000 r/min離心10 min,棄上清;75%乙醇洗2次,4℃ 12000 r/min離心5 min,棄上清,吸取殘存乙醇;無菌臺干燥5~10 min,加DEPC水溶解,-80℃保存?zhèn)溆谩?/p>

        1.6.6 RNA純度檢測

        應用紫外分光光度計檢測RNA純度,分別測定260 nm和280 nm波長下RNA的吸光度,計算A260/A280,若比值在1.8~2.0之間則提示RNA質(zhì)量較好。

        1.6.7 逆轉(zhuǎn)錄反應

        反應體系為5×逆轉(zhuǎn)錄buffer 2 μL、RNA酶抑制劑0.5 μL、dNTP 2 μL、RNase free dH2O 7.5 μL、OligodT 1 μL、Mgcl2 4 μL、AMV反轉(zhuǎn)錄酶 1 μL、RNA模板2 μL,反轉(zhuǎn)錄體系共計20 μL;混勻后置于PCR儀中,反應條件為:42℃ 1 h,99℃ 5 min;得到cDNA模板,置于-20℃保存。

        1.6.8 熒光定量PCR

        1.6.8.1 標準品制備 陽性標準品:預實驗PCR擴增陽性產(chǎn)物經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳,紫外光下切割目的條帶。采用回收試劑盒回收純化。利用A260測得值和片段長度計算其濃度,作為陽性標準品。陰性標準品:采用滅菌雙蒸水。

        1.6.8.2 反應體系 5×SYBR Green Ⅰ PCR buffer 10 μL,上游引物1 μL,下游引物1 μL,dNTPs 1 μL,Taq酶1 μL,cDNA或陽性標準品1 μL,ddH2O 35 μL,反應體系共計50 μL。

        1.6.8.3 反應條件 95℃ 3 min,95℃ 30 s,50℃ 45 s,共行42個循環(huán)。

        1.6.8.4 數(shù)據(jù)測定 反應結(jié)束后,電腦分析結(jié)果,RNA表達=目的基因拷貝數(shù)/GAPDH基因拷貝數(shù)。

        1.7 統(tǒng)計學方法

        采用SPSS 15.0統(tǒng)計學軟件進行數(shù)據(jù)分析,計量資料數(shù)據(jù)用均數(shù)±標準差(x±s)表示,多組間比較采用單因素方差分析,組間兩兩比較采用LSD-t檢驗,以P < 0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

        2 結(jié)果

        2.1 白色念珠菌對口腔上皮細胞的黏附能力

        白色念珠菌3683、SC5314、3630與口腔上皮細胞共培養(yǎng)1 h后,革蘭染色結(jié)果顯示,3株白色念珠菌均可黏附于口腔上皮細胞,且菌株3683黏附數(shù)量(15.74±0.83)明顯多于菌株SC5314(13.04±0.62)和菌株3630(13.11±0.57),差異有統(tǒng)計學意義(P < 0.05),而菌株SC5314和菌株3630黏附數(shù)量比較,差異無統(tǒng)計學意義(P > 0.05)。

        2.2 ALS2及ALS3 mRNA表達情況

        念珠菌口腔與上皮細胞混合培養(yǎng)6 h,顯微鏡下觀察顯示口腔上皮細胞形態(tài)完整,周圍黏附有白色念球菌,部分細胞已破裂為細胞碎片?;驒z測結(jié)果顯示,混合培養(yǎng)6 h后,白色念珠菌3683、SC5314、3630中均能檢測到ALS2及ALS3 mRNA表達,其中,菌株3683 ALS2及ALS3 mRNA表達率均高于菌株SC5314和菌株3630,統(tǒng)計學比較顯示,差異有統(tǒng)計學意義(P < 0.05);菌株3630 ALS2及ALS3 mRNA表達水平均高于菌株SC5314,但兩者比較,差異無統(tǒng)計學意義(P > 0.05)。見表1。

        3 討論

        白色念球菌是人體重要的機會致病菌,調(diào)查表明,近年白色念球菌的檢出率逐年升高,其導致的醫(yī)院感染排在第4位,且死亡率高達50%左右[6-7]。研究已經(jīng)證實,黏附性為白色念球菌的致病機制之一[8]。過往白色念球菌對口腔上皮細胞的黏附性研究較多,但不同生物狀態(tài)白色念珠菌黏附性的差異鮮有報道。本研究觀察白色念珠菌3683、SC5314、3630對口腔上皮細胞的黏附能力,對治療選擇的臨床指導意義重大。

        本研究黏附實驗是將白色念珠菌與口腔上皮細胞混合培養(yǎng),觀察一定時間后每個口腔上皮細胞黏附白色念珠菌數(shù),該方法可直觀證明菌株的黏附力,且操作簡單[9]。本研究黏附實驗結(jié)果顯示,3株白色念珠菌均可黏附于口腔上皮細胞,且菌株3683黏附數(shù)量明顯多于菌株SC5314和菌株3630,統(tǒng)計學比較顯示,差異有統(tǒng)計學意義(P < 0.05),而菌株SC5314和菌株3630黏附數(shù)量比較,差異無統(tǒng)計學意義(P > 0.05)。提示白色念珠菌株3683的黏附力最強,其對口腔的致病力最強。導致不同生物狀態(tài)白色念珠菌對口腔上皮細胞黏附能力差異的原因有待進一步分析。Zhao等[10]研究證實,野生型白色念球菌株(CA112)、剔除ALS3基因的白色念球菌株(als3/als31843)及剔除了ALS1基因的白色念球菌株(als1/als11467)對頰上皮細胞和血管內(nèi)皮包被的細胞培養(yǎng)板的黏附作用不同,其中,菌株als3/als31843對頰上皮細胞和血管內(nèi)皮細胞的黏附數(shù)明顯較低,而菌株als1/als11467僅對血管內(nèi)皮細胞的黏附能力較低。該結(jié)果提示了ALS家族基因功能的差異性及ALS3基因可能參與了白色念珠菌的黏附作用機制。

        研究發(fā)現(xiàn),ALS家族各基因的功能不同[11-12]。一項對陰道念球菌感染的研究發(fā)現(xiàn),雖然在感染過程中ALS家族各基因均檢出,但ALS3基因的檢出率最高[13]。小鼠口腔念球菌感染模型初期檢測顯示,ALS1~4均可檢出,提示其在念球菌感染初期已表達[14-15]。本研究結(jié)果顯示,念珠菌口腔與上皮細胞混合培養(yǎng)6 h,白色念珠菌3683、SC5314、3630中均能檢測到ALS2及ALS3 mRNA表達,其中,菌株3683 ALS2及ALS3 mRNA表達率均高于菌株SC5314和菌株3630,差異有統(tǒng)計學意義(P < 0.05);菌株3630 ALS2及ALS3 mRNA表達率均高于菌株SC5314,但兩者比較,差異無統(tǒng)計學意義(P > 0.05)。結(jié)合本研究黏附實驗結(jié)果可見,白色念珠菌對口腔上皮細胞的黏附能力與菌株中ALS2及ALS3基因的表達強弱有關,其中黏附能力強的菌株3683其ALS2及ALS3基因表達水平高。提示ALS2及ALS3基因高表達可能為口腔白色念球菌感染致病機制之一。

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