猪鼻腔中枯草芽孢杆菌的分离鉴定及生物学特性研究开题报告

 2023-02-17 01:45:11

1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)

枯草芽孢杆菌是一种广泛存在于自然界且具有广谱抑菌活性的益生菌,属革兰氏阳性菌,非致病菌,其芽孢是一种休眠体,能抵御外界恶劣的环境条件,故其具有耐高温、耐酸碱、生长迅速、在在较为恶劣环境下可生存、稳定性好的特点。该菌细胞壁不含内毒素,具有单层细胞外膜,动物肠道中枯草芽孢能直接分泌蛋白质到胞外。枯草芽孢杆菌是一种存在于动物的肠道中的有益菌,参与维持肠道内环境的平衡与稳定,且可刺激机体释放分泌型免疫球蛋白,有利于肠道黏膜的局部免疫,进而增强机体免疫力。研究表明,枯草芽孢杆菌在作为免疫佐剂和免疫载体方面极具潜力。

动物疫病的防控是现代养殖业抵御风险的关键,疫苗是预防和控制传染性疫病的重要武器和关键手段,疫苗诱导动物机体产生特异性免疫力。理想的疫苗应给药方便,如通过口服或鼻腔给药;在室温下稳定,能保持长期的免疫效果;并且能保护主要的病原体感染途径。在进行口服免疫时,由于大多数蛋白质抗原会被胃分泌物降解,导致抗原的免疫原性会变差。因此,口服疫苗制剂,都需要强大的黏膜免疫佐剂抑制或延缓抗原降解。同时,避免这些免疫佐剂的不良毒性反应也是选择黏膜免疫佐剂的重要因素。枯草芽孢杆菌的芽孢和滋养体能刺激肠道相关淋巴组织中免疫细胞增殖,促进高效的免疫反应。研究表明,在无脊椎动物中枯草芽孢杆菌具有能够粘附在肠上皮细胞并且在消化道中积累的能力,从而刺激细胞吞噬和非特异性免疫保护作用;在脊椎动物中芽孢还能通过 M 细胞摄取后更直接的与派尔氏淋巴结中淋巴细胞相互作用,随后诱导体液和细胞免疫反应。芽孢在肠腔、肠道或者肠道相关淋巴组织中萌发形成滋养体是一个重要发现。在芽孢免疫过的动物派尔氏淋巴结和肠系膜淋巴结中,芽孢和萌发生成的滋养体数量都有显著增加。这足以证明芽孢在肠腔、肠道或者肠道相关淋巴组织中能够萌发。目前,疫苗佐剂研究的一个重要目标是诱导强烈的Th1 型免疫反应。Th1 免疫反应在多种传染病中能够提供免疫保护力。研究报道,枯草芽孢杆菌的芽孢可以通过刺激 T 细胞产生 IFN-γ,进而诱导 Th1 型免疫反应。此外,枯草芽孢杆菌还能刺激 T 细胞、B 细胞、自然杀伤(NK)细胞、巨噬细胞、血细胞(虾)和树突状细胞(DCs)增殖分化。但是,这些免疫反应的发生会受到 枯草芽孢杆菌菌株、动物机体、具体的免疫方案和免疫途径等很多因素的影响。这广谱的免疫反应和安全的免疫应答的优点使得枯草芽孢杆菌能适当的提高各种疫苗的免疫原性。很多研究结果证明,芽孢作为新型黏膜疫苗佐剂,能提高机体特异性和非特异性免疫水平,能调节免疫反应类型。目前,枯草芽孢杆菌作为一种天然佐剂已经广泛的应用于小鼠、大鼠、猪、虾、小龙虾和人类的疫苗制剂。

体液免疫反应是抵抗胞外病原体感染的重要的免疫反应,目前很多商业疫苗都是通过诱导体液免疫反应发挥保护作用的。无论是滴鼻、舌下含服还是口服途径,枯草芽孢杆菌疫苗都能够诱导强烈的黏膜和全身抗体反应,增加抗原的递呈机会,这使机体能对芽孢本身或芽孢上呈现的外源抗原产生较好的免疫应答。用芽孢作为疫苗投递载体,国外的研究主要集中在枯草芽孢杆菌形成芽胞上,同时也有用减毒炭疽芽孢杆菌进行相关研究的成功报道。有研究表明,以枯草芽孢杆菌为载体的、针对多种感染性疾病的活载体疫苗能显著的诱导抗体介导的免疫应答和保护性免疫反应。近些年的研究发现,通过对重组表达破伤风梭菌抗原(可溶性蛋白、惰性颗粒抗原和减毒活病毒)的几种不同枯草芽孢杆菌菌株疫苗进行接种,都能够诱导高效强烈的体液免疫反应和细胞毒性免疫反应防治病毒和其他胞内病原菌都需要高效的细胞毒性免疫反应,这也是以枯草芽孢杆菌为载体的疫苗研究所面临的巨大挑战。对于流感,目前报道应用枯草芽孢杆菌作为载体的免疫方法已有一种芽孢吸附抗原进行免疫的方法。并且,针对很多慢性非传染性疾病的疫苗研究也正在进行中。由于对慢性疾病,枯草芽孢杆菌疫苗目前还没有原型,因此,这可能是一个重要的、潜在的探索领域。此外,被忽视的热带疾病也可以从枯草芽孢杆菌的角度进行新型疫苗的研究。

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2. 研究的基本内容和问题

从猪鼻腔中分离出一株益生菌——枯草芽孢杆菌,对其形态结构、生化指标、生长曲线、进化树、对细胞的粘附力、抑菌能力、抗病毒能力进行研究。

3. 研究的方法与方案

①利用革兰氏染色法对枯草芽孢杆菌进行染色,观察其形态结构。

②利用孔雀绿染色法对枯草芽孢杆菌的芽孢进行染色,并观察芽孢的形态结构。

③接种枯草芽孢杆菌菌液于商品生化鉴定管中,培养适宜时间后(约24h)观察结果。鉴定项目有糖酵解试验(木糖、葡萄糖、甘露醇、L-阿拉伯糖)、淀粉水解试验、VP试验、甲基红试验、氧化酶试验、明胶液化试验等)。

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4. 研究创新点

从猪的鼻腔中分离枯草芽孢杆菌。

探究枯草芽孢杆菌对于金黄色葡萄球菌和大肠杆菌是否具有抑菌效果。

探究枯草芽孢杆菌与PEDV病毒是否能够粘附及是否具有相互作用

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5. 研究计划与进展

前期主要工作为分离细菌并测序鉴定,待确认分离的使枯草芽孢杆菌后,逐步对枯草芽孢杆菌的形态结构、其芽孢的形态结构、生长曲线、生化特征、对VERO细胞的粘附能力、对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌能力、与PEDV病毒能否结合及是否对PEDV病毒有影响等进行探究。实验时间预计4个月。

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