基于RNA-seq技术的黄连水煎液对多耐药尿道致病性大肠埃希菌的转录组学研究

摘要

目的探讨中药黄连抑制多耐药尿道致病性大肠埃希菌作用的分子机制。方法应用RNA-seq技术分析黄连对尿道致病性大肠埃希菌（uropathogenicEscherichia coli, UPEC）临床分离株（NB8株）转录组的影响。琼脂稀释法测定黄连水煎液对UPEC临床分离株（NB8株）的最低抑菌浓度（MIC）, 检测黄连水煎液对病原菌生长曲线的影响;用10倍MIC的黄连水煎液作用于UPEC NB8株菌30 min后, 提取UPEC NB8株菌总RNA, 去除rRNA, 反转录合成cDNA, 在HiSeq2000测序平台上进行转录组测序, 通过分析软件（tophat+cufflinks）构建转录本并计算表达量, 并将得到的表达谱进行差异表达、GO功能富集以及KEGG代谢通路分析, 另使用生理盐水处理UPEC NB8株菌为阴性对照。结果黄连水煎液对UPEC NB8株的MIC为12.5 mg/ml。UPEC NB8株菌黄连处理组有3665个基因表达, 生理盐水对照组有3430个基因表达, 差异表达基因共有1428个, 其中上调基因921个、下调基因507个, 差异基因主要富集在结合与催化模块中, 细胞黏附、凋亡及多细胞过程中的基因上调, 参与酶活性调节的基因下调;KEGG代谢通路富集分析发现, 脂多糖合成通路相关基因呈显著上调、与DNA复制相关的修复聚合酶Ⅲ呈现较显著的上调趋势, 脂肪酸代谢、组氨酸代谢、硫胺代谢及叶酸代谢、核糖体合成的铁载体组呈现整体下调趋势。结论获得了黄连水煎液作用于UPEC的表达谱, 阐述了黄连抑制UPEC生长的分子机制, 主要机制在于破坏UPEC的细胞壁、影响DNA的复制以及蛋白质的转录和翻译等, 说明黄连水煎液对于UPEC的抑制是多方面多层次的。