探討細菌抗生素抗藥性之新基因突變, 進入宿主細胞內向上調控之沙門氏菌基因, 與yqiC誘導宿主初級免疫反應之機轉用以對抗沙門氏菌感染(1/3)

沙門氏菌是引起小兒腹瀉最重要的腸道病原之一。然而，持續增加的沙門氏菌抗生素抗藥性已經 成為全球性的問題。因此，本團隊進行此研究欲探討細菌抗生素抗藥性之新基因突變，進入宿主細胞 內向上調控之沙門氏菌基因，與yqiC 誘導宿主初級免疫反應之機轉用以對抗沙門氏菌感染。 首先，本團隊利用全基因體定序的前驅研究在對抗生素ciprofloxacin 有抗藥性的臨床分離株，發 現了一個parC 全新的基因突變點導致胺基酸序列g.1307delA 之缺損。另外，本團隊在此抗藥菌株同 時發現三個已報告過的點突變(gyrA g.248C.T, parC g.170C>G, 和parE g.1031G>T)，但是parC g.170C>G 點突變也出現在無抗藥性菌株。另外一個已報告過的突變點gyrB g.2044del 也出現在無抗藥 性菌株。因此，本團隊計劃製造這些點突變的人工重組菌株來印證他們的基因表現。此外，也將針對 乙型防禦素和現有常用抗生素進行抗生素演化生成抗藥性的體外測試。 其次，本團隊利用核醣核甘酸微矩陣的前驅研究發現某些沙門氏菌基因在該菌進入腸道上皮細胞 18 小時後會明顯向上調控。這些前十名的基因包括ybfA (轉錄未知蛋白), SL1344_0345 (轉錄外膜負責 胞內流出之脂蛋白), bioC, nrdI, bioA, bioB, fepA, SL1344_0575 (轉錄未知蛋白), bioF, 以及entD。這些 沙門氏菌基因與細菌對抗宿主防禦機制之致病力有關。因此，本團隊計畫製造這些基因的人工重組的 突變和回復菌株，了解這些基因在宿主細胞內型成空泡化和進一步與溶酶體融合所扮演的角色。宿主 細胞質內的能與這些基因轉錄蛋白結合之感受器（如Nod-like receptor 接受器）也會進一步篩檢鑑定。 再者，細菌的致病基因會影響宿主的免疫反應。本團隊首次發現沙門氏菌yqiC 基因突變株在人類 四種細胞株的附著和入侵都明顯下降，且是yqiC 基因是人類大腸上皮細胞在沙門氏菌感染後產生介白 質-8 和乙型防禦素-3 所必須。此外，本團隊還發現yqiC 基因可藉由負向調控第一型繖毛基因操控下 游的其他致病因子，包括鞭毛蛋白、第一型和第二型沙門氏菌致病島。另外，本團隊利用色層分析法 發現yqiC 基因是沙門氏菌電子傳遞鍊的傳導物甲萘醌生物合成所不可或缺。因此，本團隊計畫進一步 利用人類腸道方向性體外組織培養確認它在人類組織的基因表現型，以及探討是否會影響其他抗微生 物胜肽（如：抗菌肽、第一、二、四型乙型防禦素）。其相關於宿主細胞之細胞傳道途徑、所涉及之 類鐸受體 (Toll-like receptors)、呼吸電子傳遞鍊也將會深入探討。 綜上所述，發現細菌抗生素抗藥性之新基因突變，將有助於偵測人類和動物之沙門氏菌抗藥性菌 株。同時，人工重組之乙型防禦素有望成為現有抗生素的替代治療以解決沙門氏菌抗藥性問題。深入 了解進入宿主細胞內向上調控之沙門氏菌基因的作用機轉，將有助於發展新的抗沙門氏菌策略。任何 轉錄與轉譯層面的yqiC 表現之抑制劑，可進一步發展成為對抗沙門氏菌的新型抗生素。