BF的发展成熟和整体生物学行为。这种不均一性可能是BF的“保护效应(insurance effects)”,是细菌生存的重要策略[9],它使BF无论受到作用于那个代谢环节的抗微生物因子的攻击,都会有一些细菌存活“重建家园”。ISA软件通过TE参数反映了BF结构发展过程中这种不均一性的变化。实验结果显示随着培养时间延长,TE值逐渐增大,说明在一定范围内,伴随BF发展成熟,BF的不均一度愈来愈强,结构越来越复杂,对外界环境变化的抵抗能力也加强。
ISA软件具有较强的分析功能,根据美国Montana州立大学生物膜工程中心的研究积累发现,平面参数中以AP、ADD最有实用价值,这两个参数能直观地描述BF的结构特点及营养供应情况;而结构参数中以TE最有实用价值,可用于不同BF的比较分析。ISA还能提供FD、MDD、AVRL、AHRL、E、H等参数,但是它们与BF发展的潜在关系尚不明确,有待于进一步验证[10]。
本实验还利用CLSM的三维重建功能对部分模型进行了三维重建,得到了PAO1菌株BF的三维立体图像,图像反映BF是一个多样,开放、不均一的结构,与ISA软件分析结果一致。
需要说明,外源基因表达蛋白质,需消耗宿主细胞的营养物、能量及相关酶等,是宿主细胞的额外负组,可导致重组质粒稳定性降低[11],而BF中底层细菌营养物质最差,可能影响了GFP的充分表达。Leff等[12]亦报道,在低营养条件下的河水中,GFP质粒可能丢失或不表达。
因此,本实验通过体外建立PAO1菌株BF模型,结合CSLM成功实现了对PAO1菌株BF的原位、动态观察,并利用ISA软件对获得的图片堆进行BF空间结构特点的定量分析,比较客观地说明BF形成过程中空间结构变化,为进一步深入认识细菌BF结构及有效控制细菌BF形成提供新的研究思路和技术平台,这对于临床上控制生物材料相关性感染具有重大意义。
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