嗜水气单胞菌中arnT基因在外膜稳态、粘菌素耐药性及毒力中的作用

《BMC Microbiology》：Pleiotropic effects of arnT deletion on colistin resistance, virulence, and stress tolerance in Aeromonas hydrophila are associated with impaired outer membrane homeostasis

　　

摘要

嗜水气单胞菌 是一种广泛存在的动物源性水生病原体，由于其日益增加的抗药性和毒力，给水产养殖和公共卫生带来了日益严峻的挑战。arnT 基因主要被视为通过脂多糖修饰介导粘菌素耐药的因子。在本研究中，我们发现删除A. hydrophila 中的 arnT 会导致抗微生物耐药性、致病力和环境适应性方面的多种缺陷，这些缺陷与外膜稳态受损有关。与已知 ArnT 在脂蛋白 A 修饰中的作用一致，arnT 缺失导致脂蛋白 A 糖基化发生显著改变，这与粘菌素敏感性急剧增加（最低抑菌浓度从≥256 μg/mL 降至 1 μg/mL）以及本研究测试的其他几种抗生素敏感性增加相关。脂蛋白 A 分析显示，arnT 对于正常的脂蛋白 A 修饰是必需的。表型表征显示，arnT 缺失损害了外膜完整性，证据包括膜结构异常、通透性增加（通过碱性磷酸酶、β-半乳糖苷酶和 NPN 摄取试验证实）以及膜电位升高。这些膜缺陷伴随着生物膜形成减少、运动能力受损以及在渗透压过高、高温、氧化和 pH 胁迫条件下存活率降低。在小鼠腹腔感染模型中，ΔarnT 突变株表现出毒力减弱，感染后 24 小时肝、脾和肾中的细菌载量显著降低，伴有较轻微的病理组织学病变和较低的促炎细胞因子水平。综上所述，这些发现表明 arnT 在A. hydrophila 中既有助于粘菌素耐药性，也有助于多种与毒力相关的性状，且这些表型与外膜稳态受损有关。本研究为理解细菌病原体中耐药性与毒力之间的关系提供了基础，并提示 arnT 可能代表抗毒力和抗耐药性策略中进一步研究的潜在靶点。