Drosophila are protected from Pseudomonas aeruginosa lethality by transgenic expression of paraoxonase-1

Stoltz, D.A. et al. J. Clin. Invest. 118:3123–3131 (2008)

Speaker：連國廷                         Time：13:00~14:00, Nov. 19, 2008

Commentator：鄧景浩  老師              Place：Room 601

中文摘要：

綠膿桿菌(Pseudomonas aeruginosa)是一種令免疫受損的機會性感染的革蘭氏陰性菌，一般會影響肺部及泌尿道，或造成燒傷、傷口及其他血液感染，如敗血病。而綠膿桿菌也是主要會引起院內感染的主要病原菌。從前人的研究中我們已經知道，綠膿桿菌可以藉由Quorum-sensing system來調控自己本身毒力基因的表達。而在綠膿桿菌調控毒力基因的Quorum-sensing system中，是利用分泌出N-3-oxododecanoyl homoserine lactone (3OC12-HSL) 與 N-butanoyl HSL (C4-HSL)來作為autoinducer。當綠膿桿菌的族群生長密度增加時，會使得環境中的autoinducer濃度隨之提高，而這些autoinducer便能夠回到菌體中誘導毒力基因的表達，產生毒力因子。從前人的研究中，發現Paraoxonase-1 ( PON1)這個蛋白質本身擁有分解paraoxon、lactone與 organophosphates的酵素活性，是屬於PON多基因家族的一員，在PON多基因家族中除了PON1之外，尚有PON2、PON3等性質功能近似的基因。由於PON1本身具有分解lactone的酵素活性，因此PON1便可以作為綠膿桿菌Quorum-sensing system的抑制物來進行研究。而在本文作者先前的研究中發現，PON1確實在活體外實驗中具有分解綠膿桿菌autoinducer的能力，因此作者便想要進一步去研究PON1在綠膿桿菌感染小鼠的活體實驗模型中所扮演的角色；但是，當作者將實驗小鼠中的PON1基因給剔除掉之後，卻會使得PON2、PON3基因大量表達，而使得實驗結果與預期出現落差。為了解決這個問題，作者在本篇論文中選擇使用果蠅來作為新的實驗動物模型，由於果蠅本身缺乏PON基因，所以作者利用基因轉殖的方式將人類的PON1基因送入果蠅中進行表達，讓綠膿桿菌去感染帶有PON1轉殖基因的果蠅，便可以研究PON1在綠膿桿菌感染果蠅的過程中所造成的影響。而從作者的實驗結果中，證實了轉殖人類的PON1基因到果蠅中進行表達，可以有效分解綠膿桿菌的autoinducer而進一步抑制了毒力基因的表達，提高果蠅在被綠膿桿菌感染時的生存率，達到保護的效果。

參考文獻：

1.      Dong, Y.H. and Zhang, L.H. 2005. Quorum sensing and quorum-quenching enzymes. J. Microbiol. 43:101–109.

2.      Ozer, E.A., et al. 2005. Human and murine paraoxonase 1 are host modulators of Pseudomonas aeruginosa quorum-sensing. FEMS Microbiol. Lett. 253:29–37.