布魯菌赤蘚醇代謝研究概況

景志剛, 董 浩, 劉冠慧

(1. 中國動(dòng)物衛(wèi)生與流行病學(xué)中心，山東青島 266032； 2. 中國動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心，北京 102600；3. 河北工程大學(xué)，河北邯鄲 056038)

布魯菌赤蘚醇代謝研究概況

景志剛1, 董 浩2, 劉冠慧3*

(1. 中國動(dòng)物衛(wèi)生與流行病學(xué)中心，山東青島 266032； 2. 中國動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心，北京 102600；3. 河北工程大學(xué)，河北邯鄲 056038)

布魯菌感染動(dòng)物后可以逃避宿主免疫系統(tǒng)清除而長期存在，并嚴(yán)重侵害動(dòng)物生殖系統(tǒng)。赤蘚醇是布魯菌的一種優(yōu)勢碳源，對布魯菌的生長具有明顯促進(jìn)作用。在布魯菌基因組中已經(jīng)鑒定出6個(gè)與赤蘚醇代謝相關(guān)的基因，布魯菌的赤蘚醇代謝途徑也基本研究清楚。缺失布魯菌赤蘚醇代謝相關(guān)基因會造成布魯菌在多種感染模型中的生存能力不同程度的改變。論文從布魯菌對赤蘚醇的親嗜性、赤蘚醇代謝通路及轉(zhuǎn)運(yùn)、赤蘚醇代謝的基因調(diào)控、赤蘚醇對布魯菌毒力影響等方面進(jìn)行了綜述。

布魯菌，赤蘚醇，代謝，毒力

布魯菌(Brucella)為革蘭陰性胞內(nèi)寄生菌，動(dòng)物感染布魯菌后的臨床特征是生殖系統(tǒng)受到嚴(yán)重侵害，雌性動(dòng)物表現(xiàn)為流產(chǎn)、不孕等，雄性動(dòng)物出現(xiàn)睪丸炎、附睪炎等。布魯菌在含赤蘚醇豐富的胎盤滋養(yǎng)層中快速增殖引起胎盤病變是布魯菌病(簡稱布病)導(dǎo)致流產(chǎn)的原因[1]。赤蘚醇結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)類似于其他多元醇，但是布魯菌更偏好利用赤蘚醇作為碳源。鑒于布魯菌的赤蘚醇代謝可能與感染家畜流產(chǎn)密切關(guān)聯(lián)，研究者對布魯菌赤蘚醇代謝的生化過程、轉(zhuǎn)運(yùn)和基因調(diào)控等方面進(jìn)行研究，同時(shí)也進(jìn)行了赤蘚醇代謝對布魯菌毒力影響的研究。

1 布魯菌對赤蘚醇的親嗜性

Smith H等[2]首次從流產(chǎn)胎兒絨毛葉中純化到促進(jìn)布魯菌生長的活性因子并鑒定為赤蘚醇，大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)也表明赤蘚醇在一定條件下對布魯菌生長有明顯的促進(jìn)作用。赤蘚醇(又名赤蘚糖醇)是一種四元醇，生產(chǎn)上多利用酵母發(fā)酵葡萄糖大量生產(chǎn)以用作甜味劑等[3]，廣泛存在于動(dòng)植物體內(nèi)，但在反芻動(dòng)物胎兒組織中含量極其豐富。研究表明羊胎血液中赤蘚醇含量可高出母體血液60倍，牛胎組織中赤蘚醇含量也明顯高于孕牛胎盤及其他組織[4]。對感染布魯菌的懷孕母畜進(jìn)行病理學(xué)檢測和細(xì)菌學(xué)檢測的結(jié)果均表明布魯菌在感染動(dòng)物內(nèi)的定殖具有明顯的組織偏好性，胎兒絨毛葉、絨毛膜等赤蘚醇含量高的組織是病變最嚴(yán)重的組織，也是含菌量最高的組織。

懷孕母畜除胎盤外，其他組織和外周血中赤蘚醇含量很低(<2 μg/mL)，而胎兒組織中赤蘚醇含量明顯高于母畜，尿囊液、絨毛葉等組織赤蘚醇含量是母畜胎盤的3倍～5倍(約150 μg/mL)。感染布魯菌后易發(fā)生急性胎盤炎的母畜，如山羊、綿羊、牛、豬等胎盤組織赤蘚醇含量較高(22 μg/mL～60 μg/mL)，而人、兔、豚鼠和大鼠等不易發(fā)生急性胎盤炎的動(dòng)物胎盤組織赤蘚醇含量則很低(<2 μg/mL)[4]。雄性動(dòng)物生殖器官含有較高濃度的赤蘚醇，可能是布魯菌在雄性動(dòng)物睪丸內(nèi)局限性增殖的原因。此外，高濃度赤蘚醇的存在對細(xì)菌利用其他碳源有一定抑制作用[5]。布魯菌優(yōu)先利用赤蘚醇作為碳源或能量來源的特性與其在感染動(dòng)物生殖系統(tǒng)內(nèi)的偏好性定殖及毒力密切相關(guān)。

2 布魯菌赤蘚醇代謝

2.1 調(diào)控赤蘚醇代謝相關(guān)的基因

由于赤蘚醇與布魯菌毒力密切相關(guān)，因此赤蘚醇代謝基因及其編碼產(chǎn)物和赤蘚醇代謝中的功能在布魯菌中研究最為清楚，目前已經(jīng)鑒定出多個(gè)參與赤蘚醇代謝的相關(guān)基因。Sangari F J等[6]構(gòu)建了B.abortus2308轉(zhuǎn)座子突變文庫，成功篩選到生長被赤蘚醇抑制的突變株，通過對轉(zhuǎn)座子Tn5插入位點(diǎn)兩側(cè)區(qū)域進(jìn)行了克隆和序列分析證實(shí)由4個(gè)基因eryABCD組成的ery操縱子對于布魯菌赤蘚醇代謝是必需的。這4個(gè)基因被短的基因間隔區(qū)分開，在eryA上游含有一個(gè)啟動(dòng)子，eryD下游含有一個(gè)假定轉(zhuǎn)錄終止子。ery操縱子的轉(zhuǎn)錄被eryD所編碼的eryD轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子抑制，而赤蘚醇與eryD結(jié)合后可改變原eryD-啟動(dòng)子DNA區(qū)域結(jié)合構(gòu)象并激活ery操縱子[6]。eryA、eryB和eryC分別編碼赤蘚糖醇激酶、L-赤蘚醇-4-磷酸脫氫酶、酮丁糖-4-磷酸脫氫酶，最終將赤蘚醇轉(zhuǎn)化為D-3-酮丁糖-4-磷酸。Barbiera T等[7]鑒定出ery操縱子下游2個(gè)新的參與布魯菌赤蘚醇代謝編碼基因，分別命名為eryH和eryI，相應(yīng)的編碼產(chǎn)物催化赤蘚醇代謝中的中間產(chǎn)物D-3-酮丁糖-4-磷酸經(jīng)D-赤蘚酮糖-4-磷酸轉(zhuǎn)化為D-赤蘚糖-4-磷酸。通過對這些調(diào)控基因進(jìn)行突變，可以影響赤蘚醇的合成和代謝等[8]。

通過與蒼白桿菌(Ochrobactrumanthropi)、豆科根瘤菌(Rhizobiumleguminosarum)和苜蓿中華根瘤菌(Sinorhizobiummeliloti)中參與赤蘚醇代謝基因所在的保守性區(qū)域進(jìn)行比對，以及比對經(jīng)驗(yàn)證的赤蘚醇代謝基因發(fā)現(xiàn)了布魯菌中另外一些可能參與赤蘚醇代謝的基因，但尚未經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證。對S19全基因組測序并與B.abortus2308 和R.leguminosarum3841中參與赤蘚醇攝入和利用的ABC轉(zhuǎn)運(yùn)操縱子(eryEFG)進(jìn)行比對發(fā)現(xiàn)，B.abortus2308的編碼基因BAB2-0376與R.leguminosarum3841中的編碼基因eryF(其編碼產(chǎn)物對于赤蘚醇攝入是必需的)具有85%的序列同源性，因此作者推測在布魯菌中該基因編碼產(chǎn)物同樣參與赤蘚醇代謝[9]。Geddes B A等[10]將eryH基因上游有一個(gè)編碼假定調(diào)節(jié)蛋白DeoR的基因命名為eryR，通過與DeoR家族其他成員進(jìn)行比對，推測編碼蛋白eryR可結(jié)合赤蘚醇代謝通路中的中間產(chǎn)物(很可能為磷酸酯)并與EryD一起調(diào)控參與赤蘚醇代謝酶類的表達(dá)。

2.2 赤蘚醇轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝途徑

根據(jù)對其他糖類小分子胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)的研究，通過擴(kuò)散作用經(jīng)磷脂雙分子層到達(dá)胞內(nèi)這一方式不能轉(zhuǎn)運(yùn)足量的赤蘚醇，因此研究者預(yù)測可能有特殊的轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)將赤蘚醇轉(zhuǎn)運(yùn)至布魯菌胞內(nèi)[11]。大腸埃希菌中的甘油易化蛋白(glycerol facilitator，GlpF)屬于主嵌入蛋白(major intrinsic protein,MIP)家族，該蛋白可以在細(xì)胞質(zhì)膜形成一個(gè)通道，胞內(nèi)外存在的濃度差使甘油或赤蘚醇等滲透向胞內(nèi)[12]。對赤蘚醇敏感的布魯菌在含有甘油的培養(yǎng)基中生長也不利，因此推測赤蘚醇也是被GlpF相似蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)布魯菌中[6]。布魯菌中也存在MIP家族成員，即AqpX基因所編碼的一個(gè)水通道蛋白，但試驗(yàn)結(jié)果表明該基因突變后并不影響赤蘚醇轉(zhuǎn)運(yùn)。苜蓿中華根瘤菌中ABC-轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)對赤蘚醇轉(zhuǎn)運(yùn)至胞內(nèi)是必需的，del Vecchio等對B.melitensis16M基因組進(jìn)行生物信息學(xué)分析后預(yù)測BMEI1579-1581基因編碼的一個(gè)假定多元醇ABC-轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)可將赤蘚醇轉(zhuǎn)運(yùn)至布魯菌內(nèi)，但是突變該轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)并不影響赤蘚醇轉(zhuǎn)運(yùn)。赤蘚醇是如何轉(zhuǎn)運(yùn)至布魯菌中這一過程仍有待研究。

1975年，Sperry和 Robertson利用放射性標(biāo)記技術(shù)初步解析了布魯菌中的赤蘚醇代謝通路，近年來對布魯菌中赤蘚醇的代謝通路又取得了重要進(jìn)展。研究表明,赤蘚醇先被赤蘚醇激酶(eryA基因編碼)催化發(fā)生磷酸化反應(yīng)(ATP參與)生成L-赤蘚醇-4-磷酸，然后被eryB基因編碼的脫氫酶氧化為L-3-酮丁糖-4-磷酸，隨后在NAD-依賴性脫氫酶作用下發(fā)生醛基化反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物D-3-酮丁糖-4-磷酸在一系列酶催化下生成D-赤蘚糖-4-磷酸。D-赤蘚糖-4-磷酸在磷酸戊糖途徑相關(guān)酶參與下經(jīng)過脫氫反應(yīng)和脫羧反應(yīng)等生成甘油醛-3-磷酸和果糖-6-磷酸，最后作為糖酵解和糖異生等途徑的中間產(chǎn)物參與糖代謝過程[7]。

3 赤蘚醇代謝與布魯菌毒力

赤蘚醇對細(xì)菌及宿主細(xì)胞均不存在致突變作用[13]，但通過影響細(xì)菌菌膜代謝等過程可能影響細(xì)菌毒力[14]。評價(jià)赤蘚醇代謝與布魯菌毒力間的相互關(guān)聯(lián)可以使用標(biāo)準(zhǔn)菌株和分離到的野毒株，也可以使用篩選到的突變株，如S19菌株在培養(yǎng)過程中常會出現(xiàn)生長不被赤蘚醇抑制但無法氧化赤蘚醇的突變株。此外，利用分子生物學(xué)技術(shù)缺失或者突變布魯菌基因組中參與赤蘚醇代謝的相關(guān)基因所構(gòu)建的突變株可以用來評價(jià)赤蘚醇代謝對布魯菌的毒力影響。在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的選擇上，使用反芻動(dòng)物評價(jià)赤蘚醇代謝與布魯菌毒力的研究很少，使用細(xì)胞、小鼠和豚鼠等不同模型進(jìn)行大量關(guān)于赤蘚醇代謝與布魯菌毒力的研究，得到的結(jié)果存在很大差異。

3.1 布魯菌S19疫苗菌株的赤蘚醇代謝

S19疫苗菌株是世界上預(yù)防奶牛布魯菌最有效、使用最廣泛的疫苗，該菌株是1923年Dr. John Buck從奶樣中分離到的一株牛源布魯菌自然突變形成的弱毒株。早期不同國家和地區(qū)使用的S19菌株在含赤蘚醇培養(yǎng)基中的生長及對赤蘚醇的利用率存在很大差異，1956年美國農(nóng)業(yè)部開始使用篩選到的對赤蘚醇敏感菌株取代最初使用的菌株[15]。對赤蘚醇敏感的S19疫苗安全性更高，說明赤蘚醇代謝與布魯菌毒力之間可能存在聯(lián)系，一些研究認(rèn)為動(dòng)物布魯菌疫苗導(dǎo)致懷孕奶牛流產(chǎn)有可能是疫苗中存在的赤蘚醇耐受株造成的[16]。S19國際標(biāo)準(zhǔn)菌株、歐盟S19標(biāo)準(zhǔn)菌株以及許多國家廣泛使用的S19疫苗菌株均對赤蘚醇敏感，與早期研究一致，菌株在培養(yǎng)過程中均會出現(xiàn)赤蘚醇耐受突變株(突變率1.3×10-7～1.4×10-2)，因此不能僅根據(jù)赤蘚醇利用情況區(qū)分S19疫苗菌株和牛種Ⅰ型布魯菌野毒株。

對于S19疫苗株無法利用赤蘚醇的原因，研究者們進(jìn)行了一系列的研究。有研究表明在對數(shù)期生長的S19菌株培養(yǎng)基中加入赤蘚醇30 min后，ATP含量可降低10倍，推測赤蘚醇激酶造成的ATP含量急劇消耗以及有毒產(chǎn)物的積累可能是導(dǎo)致赤蘚醇抑制S19菌株生長的原因。通過對S19菌株ery操縱子進(jìn)行序列分析發(fā)現(xiàn)，eryC基因3′端和eryD基因5′端之間有一段702 bp的缺失，導(dǎo)致編碼產(chǎn)物變?yōu)閑ryC-D融合多肽。利用同源重組技術(shù)將該段序列整合至S19菌株形成的互補(bǔ)菌株對赤蘚醇不敏感并且可以氧化赤蘚醇，但是對小鼠的毒力同S19菌株相一致。此外，印度等一些國家使用的商業(yè)性S19疫苗菌株雖然未發(fā)現(xiàn)這段序列的缺失，但是仍對赤蘚醇敏感，因此該段序列對布魯菌是否對赤蘚醇敏感或者對小鼠毒力是否致弱可能并沒有相關(guān)性[16]。以上研究結(jié)果說明S19菌株毒力致弱并不完全是由ery基因缺失引起的，也可能與染色體其他位置的突變有關(guān)。

3.2 赤蘚醇代謝對布魯菌胞內(nèi)增殖的影響

在多種不同細(xì)胞模型上的一些試驗(yàn)結(jié)果表明，布魯菌缺失赤蘚醇代謝所必需基因后在細(xì)胞內(nèi)的增殖明顯低于親本菌株。B.abortus2308 缺失ery啟動(dòng)子后在RAW 264.7細(xì)胞系的胞內(nèi)增殖情況與親本菌株相比Log值降低3.78[17]；B.suis1330的eryC突變株在J774A.1、THP-1和BMM等不同細(xì)胞系內(nèi)的增殖情況均顯著低于親本菌株[18]。雖然赤蘚醇對布魯菌的生長有一定的促進(jìn)作用，但布魯菌感染細(xì)胞后的細(xì)胞培養(yǎng)液中添加赤蘚醇對胞內(nèi)布魯菌的增殖并沒有促進(jìn)作用[19]。

3.3 赤蘚醇代謝對布魯菌感染小鼠毒力的影響

用不同動(dòng)物模型評價(jià)赤蘚醇代謝對布魯菌毒力影響取得的結(jié)果存在矛盾。一些研究表明利用赤蘚醇與布魯菌毒力無直接聯(lián)系。Margaret證實(shí)不同赤蘚醇利用率的布魯菌對豚鼠的致病力無明顯差異；Sangari F J 等[20]認(rèn)為布魯菌對小鼠毒力與赤蘚醇代謝無關(guān)，主要基于兩個(gè)試驗(yàn)結(jié)果,構(gòu)建B.abortus2308轉(zhuǎn)座子突變文庫篩選到的赤蘚醇敏感突變株對小鼠的毒力與B.abortus2308一致；S19菌株自發(fā)突變產(chǎn)生的赤蘚醇不敏感株以及ery缺失區(qū)域互補(bǔ)菌株對小鼠的毒力與S19一致。但一些研究表明布魯菌赤蘚醇代謝對其致病力有影響，如B.suis1330eryC基因缺失株對小鼠毒力明顯低于親本菌株及其互補(bǔ)菌株，脾臟載菌量在感染早期差異最為顯著[18]；B.abortus2308菌株缺失ery操縱子啟動(dòng)子區(qū)域獲得的突變株對小鼠的致病力較B.abortus2308菌株和S19菌株明顯減弱，在感染10周后即被完全清除，而且引起的脾臟炎癥也最為輕微[17]。

從上述研究可以看出，小鼠或豚鼠可能并不適于評價(jià)赤蘚醇代謝對布魯菌毒力的影響，因?yàn)閲X動(dòng)物赤蘚醇含量明顯低于反芻動(dòng)物，而且不是布魯菌的自然宿主。布魯菌對不同動(dòng)物的毒力與細(xì)菌菌株、劑量、接種途徑有關(guān)，并且與動(dòng)物遺傳背景、年齡、性別和生理學(xué)狀態(tài)等許多因素有關(guān)。因此，以小鼠或豚鼠為動(dòng)物模型評價(jià)布魯菌毒力時(shí)，得到的試驗(yàn)結(jié)果可能與從反芻動(dòng)物得到的試驗(yàn)結(jié)果不一致，如布魯菌鐵載體(2,3-dihydroxybenzoic acid，2,3-DHBA)編碼基因缺失后對小鼠毒力無影響，但對孕牛的毒力明顯降低[21]。除此之外，由于豚鼠和小鼠對布魯菌的敏感性不同，因此使用小鼠和豚鼠為模型也可能得到不一致的試驗(yàn)結(jié)果，如豚鼠感染布魯菌后注射赤蘚醇，感染嚴(yán)重程度明顯增加，而小鼠感染布魯菌后注射赤蘚醇對脾臟載菌量無影響[22]。使用含赤蘚醇的人工基底膜構(gòu)建的小鼠模型用于布魯菌導(dǎo)致流產(chǎn)的研究可以觀察到布魯菌會在含赤蘚醇的區(qū)域進(jìn)行偏向性定殖，因此作者認(rèn)為可以使用該模型進(jìn)行布魯菌赤蘚醇代謝研究。

4 小結(jié)

赤蘚醇是誘導(dǎo)布魯菌感染動(dòng)物胎盤組織和胎兒的重要原因，目前對布魯菌中赤蘚醇代謝的生化過程和代謝相關(guān)基因進(jìn)行了較多研究，但赤蘚醇如何轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入布魯菌、是否存在其他與赤蘚醇代謝相關(guān)基因以及布魯菌赤蘚醇相關(guān)基因與其對反芻動(dòng)物致病性的關(guān)系等問題仍需進(jìn)一步研究。鑒于布魯菌對赤蘚醇的利用與懷孕反芻動(dòng)物的流產(chǎn)密切相關(guān)，對布魯菌中赤蘚醇代謝相關(guān)研究對探索布魯菌致病機(jī)制及尋找相關(guān)的治療靶點(diǎn)具有重要意義。

[1] Al-Tawfiq J A, Memish Z A. Pregnancy associated brucellosis[J]. Recent Pat Antiinfect Drug Discov, 2013, 8(1): 47-50.

[2] Smith H, Williams A E, Pearce J H, et al. Foetal erythritol: a cause of the localization ofBrucellaabortusin bovine contagious abortion[J]. Nature, 1962, 193:47-49.

[3] Tomaszewska L, Rakicka M, Rymowicz W, et al. A comparative study on glycerol metabolism to erythritol and citric acid inYarrowialipolyticayeast cells[J]. FEMS Yeast Res, 2014, 14(6): 966-976.

[4] Teng C C, Tjoa S, Fennessey P V, et al. Transplacental carbohydrate and sugar alcohol concentrations and their uptakes in ovine pregnancy[J]. Exp Biol Med, 2002, 227(3): 189-195.

[5] Yao J, Zhang Y, Zhang J, et al. Effect ofLactobacillusacidophiluson metabolizing lactic acid in formula milk: a quantitative analysis of the effect of erythritol[J]. Zhonghua Kou Qiang Yi Xue Za Zhi, 2015, 50(7): 408-412.

[6] Sangari F J, Agüero J, Garcia-Lobo J M. The genes for erythritol catabolism are organized as an inducible operon inBrucellaabortus[J]. Microbiology, 2000, 146(2): 487-495.

[7] Barbier T, Collard F, Zuniga-Ripa A, et al. Erythritol feeds the pentose phosphate pathway via three new isomerases leading to D-erythrose-4-phosphate inBrucella[J]. Proc Natl Acad Sci U S A, 2014, 111(50): 17815-17820.

[8] Ghezelbash G R, Nahvi I, Malekpour A. Erythritol production with minimum by-product usingCandidamagnoliaemutant[J]. Prikl Biokhim Mikrobiol, 2014, 50(3): 324-328.

[9] Yost C K, Rath A M, Noel T C, et al. Characterization of genes involved in erythritol catabolism inRhizobiumleguminosarumbv.viciae[J]. Microbiology, 2006, 152(Pt 7): 2061-2074.

[10] Geddes B A, Hausner G, Oresnik I J. Phylogenetic analysis of erythritol catabolic loci within the Rhizobiales and proteobacteria[J]. BMC Microbiol, 2013, 13:46.

[11] López-Goni I, Moriyón I.Brucella: molecular and cellular biology[M]. Horizon Bioscience, 2004.

[12] Heller K B, Lin E C, Wilson T H. Substrate specificity and transport properties of the glycerol facilitator ofEscherichiacoli[J]. J Bacteriol, 1980, 144(1): 274-278.

[13] Chung Y S, Lee M. Genotoxicity assessment of erythritol by using short-term assay[J]. Toxicol Res, 2013, 29(4): 249-255.

[14] Hashino E, Kuboniwa M, Alghamdi S A, et al. Erythritol alters microstructure and metabolomic profiles of biofilm composed ofStreptococcusgordoniiandPorphyromonasgingivalis[J]. Mol Oral Microbiol, 2013, 28(6): 435-451.

[15] 景志剛, 嚴(yán)家瑞, 范偉興. 布魯氏菌病疫苗研究進(jìn)展[J]. 中國人獸共患病學(xué)報(bào), 2016, 32(02): 188-199.

[16] Mukherjee F, Jain J, Grillo M J, et al. Evaluation ofBrucellaabortusS19 vaccine strains by bacteriological tests, molecular analysis of ery loci and virulence in BALB/c mice[J]. Biologicals, 2005, 33(3): 153-160.

[17] Zhang J, Yin S, Guo F, et al. A potentBrucellaabortus2308 Deltaery live vaccine allows for the differentiation between natural and vaccinated infection[J]. J Microbiol, 2014, 52(8): 681-688.

[18] Burkhardt S, Jimenez de Bagues M P, Liautard J P, et al. Analysis of the behavior of eryC mutants ofBrucellasuisattenuated in macrophages[J]. Infect Immun, 2005, 73(10): 6782-6790.

[19] Petersen E, Rajashekara G, Sanakkayala N, et al. Erythritol triggers expression of virulence traits inBrucellamelitensis[J]. Microbes Infect, 2013, 15(6-7): 440-449.

[20] Sangari F J, Grillo M J, Jimenez De Bagues M P, et al. The defect in the metabolism of erythritol of theBrucellaabortusB19 vaccine strain is unrelated with its attenuated virulence in mice[J]. Vaccine, 1998, 16(17): 1640-1645.

[21] Bellaire B H, Elzer P H, Hagius S, et al. Genetic organization and iron-responsive regulation of theBrucellaabortus2,3-dihydroxybenzoic acid biosynthesis operon, a cluster of genes required for wild-type virulence in pregnant cattle[J]. Infect Immun, 2003, 71(4): 1794-1803.

[22] Keppie J, Williams A, Witt K, et al. The role of erythritol in the tissue localization of the brucellae[J]. British J Exp Pathol, 1965, 46(1): 104-108.

Introduction toBrucellaErythritol Metabolism

JING Zhi-gang1, DONG Hao2, LIU Guan-hui3

(1.LaboratoryofZoonoses,ChinaAnimalHealth&EpidemiologyCenter,Qingdao，Shandong,266032,China; 2.ChinaAnimalDiseaseControlCenter,Beijing,102600,China, 3.HebeiUniversityofEngineering,Handan,Hebei,056038,China)

Brucellaexploit multifarious strategies to establish long-lasting infection in host and cause severe damage to infected animals. Erythritol is a powerful growth stimulant ofBrucellaand is used in preference to other carbon sources. Six genes have been experimentally confirmed to be involved in gene regulation of erythritol metabolism, and catabolism pathways of erythritol have been basically elucidated. Mutants with an inactive ery operon showed different degrees of change in survival ability compared with wild typeBrucellastrain in a variety of infection models. Priority use of erythritol inBrucella, transport and catabolism pathways of erythritol, relevance between the ability of utilization erythritol and the pathogenicity ofBrucella, genes involved in erythritol metabolism regulation were summarized in this article for further understanding of role of erythritol inBrucellapathogenic mechanism.

Brucella；erythritol；metabolism；virulence

2016-05-04

河北省高等學(xué)?？茖W(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目(QN2016170)

景志剛(1989-)，男，山西沁水人，碩士，主要從事人獸共患病研究。 *通訊作者

S852.614

A

1007-5038(2016)12-0109-04