[发明专利]鼠伤寒沙门菌X3306lux及其在活体成像中的应用

说明书

 

技术领域

本发明属于微生物技术领域，特别涉及鼠伤寒沙门菌X3306lux及其在活体成像中的应用。

 

背景技术

鼠伤寒沙门菌(Salmonella typhimurium)是一种重要的人畜共患病原菌，主要经水和食物传播，可引起食物中毒、胃肠炎等肠道传染病，其感染发病率居沙门菌感染的首位。X3306是携带毒力质粒pStSR100的鼠伤寒沙门菌强毒株，可作为标准毒株，应用于鼠伤寒沙门菌致病机制的研究。

近年来，活体动物体内光学成像技术以其操作简便及直观性在生命科学研究中得以不断发展。这种成像技术可以直接实时观察标记的基因及细胞在活体动物体内的活动及反应。利用光学标记的细菌建立动物模型可以实时动态追踪病原菌在动物活体内的感染过程，深入研究病原菌致病机制，进行药物研究及筛选等。主要采用荧光(fluorescence) 与生物发光(bioluminescence)两种技术。

荧光发光是通过激发光激发荧光基团到达高能量状态后产生发射光。荧光技术操作简便，信号较强，但应用于体内试验时在受到激发光激发时生物体很多物质都会产生荧光，如皮肤、毛发和各种组织及食物等。特别是当被标记的靶点深藏于组织内部需要较高能量的激发光时也产生很强的非特异性荧光，且病原菌在动物体内有复杂的定位，荧光的激发光需要穿过组织到达靶点，发射光需要从体内出来，路径较长。信号水平取决于激发光的强度、发光细胞的数量、靶点的深度、光线穿过的组织对其的吸收及散射等因素，使得荧光强度很难定量。  

生物发光是用荧光素酶(luciferase)基因标记。以荧光素酶作为体内报告源的生物发光是以酶和底物的特异作用而发光，特异性极强，因动物本身没有任何自发光，使得生物发光具有极低的背景，极高的信噪比。生物发光成像相对于荧光成像，其最大的特点就是体内检测的高灵敏度。因此，生物发光技术成为目前研究的热点。

细菌Lux操纵子由荧光素酶基因和其底物合成酶基因组成，带有这种操纵子的细菌会持续发光不需要外源性底物。近年来研究者们陆续将其克隆至多种载体导入病原菌中，应用生物发光技术和小动物成像系统监测病原菌感染过程。但以质粒为基础的生物发光技术在无抗生素选择下不稳定，不能用于体内的长期研究。对实验小鼠注射抗生素来筛选携带完整发光质粒的沙门菌，会造成小鼠的耐药性，且会在某种程度上干扰实验结果。又因质粒的拷贝数不同，单细胞发光强度不稳定，无法以发光强度来定量检测病原菌。2010年，Kevin Howe构建质粒pBEN276，利用该质粒可将Lux操纵子克隆至细菌染色体（图1），其生物发光信号可以用于精确定量，本发明由此在鼠伤寒沙门菌X3306基础上构建了具有稳定生物发光性能的菌株X3306lux。

 

发明内容

解决的技术问题：

本发明针对荧光标记的体内检测特异性低，背景高，难定量等缺陷，及以往以基于质粒的生物发光检测需外加筛选压力和底物，且难以定量等不足，提供了一种可以稳定发光的鼠伤寒沙门菌X3306lux及其在活体成像中的应用。

技术方案：

鼠伤寒沙门菌(Salmonella typhimurium) X3306lux，该菌株已在国家知识产权局指定的保藏单位保藏，保藏日期为2012年3月13日，保藏单位名称：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号：CGMCC No.5895。鼠伤寒沙门菌(Salmonella typhimurium) X3306lux在活体成像中的应用。

鼠伤寒沙门菌（Salmonella typhimurium）X3306下文简称X3306；鼠伤寒沙门菌(Salmonella typhimurium) X3306lux下文简称X3306lux。