• 研究背景

猪链球菌Streptococcus suis（SS）是一种主要的猪病原体，它能够导致多种疾病，包括脑膜炎、败血症、心内膜炎以及猝死等。同时该病菌也被证实能够使人类发生感染。SS共有30多种血清型，其中SS9是其中比较流行的一种，该菌经常能在包括中国在内多个国家的患病猪中被检测到。SS拥有大量的毒力因子，但是其发病机制尚不明确。南京农业大学的陆承平教授在研究中发现了SS9-LysM在SS致病过程中的重要作用。
陆教授在2014年的一项研究中通过比较蛋白质组学发现N端具有一个溶解酶元件（lysin motif，LysM）的蛋白可能是一个潜在的毒力因子。为了确定SS9-LysM在SS致病过程中的作用，陆教授团队通过SS9-LysM突变及对照菌株在小鼠中进行相关实验，证实了SS9-LysM在SS治病过程中的关键作用。并通过转录组测序的方式比较了突变菌株及对照菌株处理后，小鼠血液中相关基因的表达情况，分析得到了差异表达基因以及对应的GO富集分析情况。在后续验证实验中探明了SS致病过程中SS9-LysM的作用机制。该研究结果最近以“AStreptococcus suis LysM domain surface protein contributes to bacterial virulence”为题发表于权威学术期刊《Veterinary Microbiology》（2016 187：64）。烈冰生信团队在转录组测序及生信分析方面给予了有力的支持。

文章通过转录组测序，分析了CD-1小鼠分别经突变菌株ΔSS9-LysM以及正常菌株GZ0565处理后，血液中的差异表达基因，并做了GO富集分析。最终得到结论：SS9-LysM可以通过调节铁离子结合相关蛋白的表达，从而使宿主释放更多铁离子促进SS在宿主体内的存活并起到致病作用。通过前期实验发现SS9-LysM能够在SS的致病过程中发挥一定的功能，然后分别通过SS9-LysM突变的菌株ΔSS9-LysM和对照菌株GZ0565感染CD-1小鼠，抽取血液，提取RNA，进行转录组测序。

我们对两个处理组进行比较，并深入分析，寻找与SS9-LysM可能有关的差异基因以及生物学过程。

对差异基因GO富集分析：

1）差异基因的GO分析结果，可以发现差异基因主要富集在与铁离子结合相关的GO条目中，并且在突变菌株对应的上调基因中，有20%（13/65）的基因编码了铁离子结合蛋白。

对分析结果进行生理实验和qPCR验证：

1）用GZ0565、ΔSS9-LysM和ΔSsads（另一种重要的毒力因子）三种菌株对CD-1小鼠进行腹腔注射，并收集血液检测游离的铁离子浓度，结果显示对照菌株处理的小鼠血液中的铁离子浓度比ΔSS9-LysM处理组高，而对照菌株与ΔSsads处理后小鼠血液中铁离子浓度基本一致。

2）给予CD-1小鼠分别静脉注射重组蛋白Ssads、SS9-LysM以及PBS，发现注射SS9-LysM蛋白的小鼠血液中含有更高的铁离子浓度。

3）qPCR实验验证，包括2个下调基因以及7个上调基因，qPCR结果与RNA-seq结果一致，证明了测序结果的可靠性。
根据上述分析结果并结合生理实验及qPCR实验的验证，作者得出了如下结论：SS9-LysM可以通过调节铁离子结合相关蛋白的表达，从而使宿主释放更多铁离子促进SS在宿主体内的存活并起到致病作用。

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