副溶血性弧菌對溫度的脅迫響應(yīng)研究進展

金凱祥　施鍇云　歐陽敏　張輝　高璐

【摘 要】副溶血性弧菌是水產(chǎn)品中常見的食源性致病菌，它能夠感受外界環(huán)境的變化并迅速做出反應(yīng)。在水產(chǎn)品的加工貯藏過程中，對溫度的控制是最常用的方式，因此，副溶血性弧菌需要耐受各種溫度的變化才能夠生存并保持毒力給食品安全帶來威脅。本文綜述了副溶血性弧菌在面臨低溫和高溫脅迫時的生存能力及其生理響機制，并對其未來研究做出展望。

【關(guān)鍵詞】副溶血性弧菌；溫度；脅迫；響應(yīng)機制

中圖分類號： R378 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2017）29-0039-002

【Abstract】Vibrio parahaemolyticus is a common food-borne pathogen in aquatic products.It can sense the changes of the external environment and respond quickly.During the processing and storage of aquatic products，temperature control is the most commonly used method.Therefore，Vibrio parahaemolyticus needs to withstand various temperature changes to survive and maintain its virulence to threaten food safety.This review summarizes the viability and physiological mechanism of Vibrio parahaemolyticus in the presence of low and high temperature stress and makes a prospect for its future research.

【Key words】Vibrio parahaemolyticus；Temperature；Stress；Response mechanism

副溶血性弧菌（Vibrio parahaemolyticus，簡稱V.p），是海洋動物中常見的病原菌，也是夏秋季沿海地區(qū)引發(fā)人類微生物性食物中毒的重要病原菌。Vp通過海產(chǎn)品及其加工、流通過程中交叉污染的食品而傳播，導(dǎo)致水樣腹瀉、腸痙攣、嘔吐和發(fā)燒等典型胃腸炎反應(yīng)，目前發(fā)病呈世界性分布。我國國家食源性疾病監(jiān)測網(wǎng)的數(shù)據(jù)顯示，Vp引起食物中毒的發(fā)生規(guī)模以及人群暴露規(guī)模呈明顯上升趨勢，已成為我國首要的食源性致病菌[1-3]。

副溶血性弧菌是革蘭氏陰性兼性厭氧菌，具有嗜鹽性，最適生長pH是7.4～8.0，最適鹽度為2%～4%NaCl，最適生長溫度為37℃，在夏季水溫24～32℃下最易生長繁殖，對酸敏感。在水產(chǎn)品的加工儲運過程中，加熱、冷藏、低鹽、干燥、高滲透壓、酸處理、發(fā)酵、抗菌藥物等處理方法常使食源性致病菌處于脅迫應(yīng)激環(huán)境，研究表明大多數(shù)細菌能對這些物理和化學(xué)脅迫因素做出迅速的應(yīng)激響應(yīng)，使其在不良環(huán)境下維持生存，并且保持一定的代謝活性和致病能力，一旦環(huán)境適宜其生長，會迅速修復(fù)并且繁殖，因此會造成食品的安全隱患[4，5]。

溫度的變化是水產(chǎn)品及其致病菌常常面臨的一種環(huán)境應(yīng)激，本文對水產(chǎn)品中副溶血性弧菌在食品加工貯運過程中應(yīng)對溫度的脅迫耐受的研究進行綜述，并對未來的研究方向做出展望。

1 副溶血性弧菌對低溫的脅迫響應(yīng)機制

為了保持水產(chǎn)品的新鮮度，冷凍貯藏或冷鏈運輸是水產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈中常用的保藏或運輸方式。在冷凍貯藏過程中，副溶血性弧菌將面臨著低溫這一不利的生存環(huán)境，當(dāng)經(jīng)過一段時間的低溫適應(yīng)后，會促進其在這種逆境環(huán)境下生存，并可能產(chǎn)生交叉保護作用。例如，Ching Lin[6]等人的研究表明，副溶血性弧菌經(jīng)15℃、分別冷應(yīng)激2h、4h后，在5℃或-18℃貯藏條件下的存活率增加，對結(jié)晶紫的耐受性增強，而對47℃高溫、H2O2、乳酸和醋酸等的敏感性增強，這可能與冷休克處理時間和溫度有一定的關(guān)系。

當(dāng)副溶血性弧菌面臨低溫應(yīng)激時生長速度減慢，細胞表面形態(tài)變化，同時降低或停止一些蛋白質(zhì)的合成，但同時也有一些特殊的蛋白質(zhì)被立即誘導(dǎo)表達，如冷休克誘導(dǎo)蛋白（cold-shock proteins，CSPs），RNA解旋酶（DeaD）、 DNA旋轉(zhuǎn)酶（GyrA）、轉(zhuǎn)錄因子NusA和翻譯因子InfBD等，這些蛋白質(zhì)大多直接或間接的維持著細胞膜的完整性或蛋白的轉(zhuǎn)錄和翻譯[7-9]。其中，冷休克蛋白是高度保守的核苷酸結(jié)合蛋白，主要由68-74個氨基酸組成，約為7.4kD，有著5個反平行β折疊的β桶狀片層機構(gòu)，這是細菌應(yīng)對冷脅迫最為明顯的反應(yīng)之一。目前，在大腸桿菌、單增李斯特菌、金黃色葡萄球菌、鼠傷寒沙門氏菌、假單胞菌中的CSPs家族主要包含兩類共9種蛋白，大腸桿菌的冷誘導(dǎo)蛋白家族成員包含Csp（A-I），其中，CspA是大腸桿菌主要的冷休克蛋白，正常情況， CspA幾乎不存在，只有當(dāng)大腸桿菌所處溫度驟然降低時，它才被大量誘導(dǎo)合成。冷休克蛋白被合成后既可以通過結(jié)合冷誘導(dǎo)基因的啟動子區(qū)域激活這些基因的轉(zhuǎn)錄，還可以通過清除不必要的二級結(jié)構(gòu)來促進這些基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯。Yang等人的[10]研究表明，副溶血性弧菌也存在著三種大腸桿菌CSP同系物，包括CspA、CspD和冷休克DNA結(jié)合域蛋白。當(dāng)副溶血性弧菌經(jīng)10℃處理60min后，cspA基因在轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)30倍，通過DNA微陣列和qRT–PCR顯示CspA是副溶血性弧菌在低溫生長條件下的主要的冷應(yīng)激蛋白。

副溶血性弧菌在低溫環(huán)境下的響應(yīng)機制除了冷休克蛋白外，目前發(fā)現(xiàn)還有其他的響應(yīng)過程。如，Juntao Jia[11]等人的研究表明，經(jīng)4℃應(yīng)激后副溶血性弧菌的脂肪酸組成也會發(fā)生了大幅度的變化，如，棕櫚酸甲酯和油酸甲酯顯著下降。因此，溫度降低可能造成副溶血性弧菌細胞膜的流動性降低，影響營養(yǎng)物質(zhì)的運輸。此外，低溫還可能導(dǎo)致副溶血性弧菌細胞內(nèi)酶活性的降低，影響胞內(nèi)新陳代謝；造成RNA結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定，影響翻譯過程[12-13]。endprint

2 副溶血性弧菌對高溫的脅迫響應(yīng)機制

熱處理是目前水產(chǎn)品加工中最常用的殺菌方法，為減少高溫對水產(chǎn)品營養(yǎng)及風(fēng)味的影響，很多食品熱加工中需要采取低溫或短時滅菌，如漂燙、巴氏殺菌等。微生物如果突然面對環(huán)境溫度的邊哈，其生理特性也會發(fā)生變化。Ming-Lun Chiang[14]等人的研究表明，副溶血性弧菌經(jīng)42℃熱休克后，細胞壁凹陷、表明受損，在0.1%NaCl培養(yǎng)液中的存活力增強，而對有機酸和20%NaCl的耐受性降低，飽和脂肪酸與不飽和脂肪酸的比例顯著增加。

副溶血性弧菌所寄居的海洋環(huán)境溫度一般低于25℃，但當(dāng)環(huán)境溫度的升高時，副溶血性弧菌將產(chǎn)生一些應(yīng)激蛋白，如，熱應(yīng)激蛋白（Heat shock protein，HSP）家族中的Hsp60、Hsp70等。通常，這些蛋白主要充當(dāng)著分子伴侶來保護細胞免遭熱變性，其中Hsp60是最主要的應(yīng)激蛋白。

此外，溫度的變化會影響到副溶血性弧菌的致病性。Chiang[15]等的研究表明，副溶血性弧菌經(jīng)熱應(yīng)激后通過增加其毒素的表達來增強其致病性。熱應(yīng)激后，臨床菌株可以通過改變調(diào)節(jié)毒力系統(tǒng)的表達，或通過改變生物被膜的產(chǎn)生和運動能力等粘附相關(guān)系統(tǒng)的表達來增強其致病性，而環(huán)境菌株并沒有發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象，甚至發(fā)現(xiàn)熱應(yīng)激后其生物被膜的產(chǎn)生和運動能力下降的現(xiàn)象。

3 展望

副溶血性弧菌在應(yīng)對低溫、高溫等惡劣環(huán)境和感染宿主等過程中，需要相應(yīng)的應(yīng)激調(diào)控相關(guān)基因的表達，啟動脅迫反應(yīng)以適應(yīng)各種脅迫環(huán)境，因此，對脅迫反應(yīng)的研究有助于全面了解微生物生理，有助于開發(fā)新的抗微生物制劑和制定新的食品安全措施。然而，隨著對脅迫反應(yīng)研究的深入，發(fā)現(xiàn)脅反應(yīng)的復(fù)雜性和關(guān)聯(lián)性等作用機制有待于我們進一步研究，如副溶血性弧菌的脅迫響應(yīng)機制和信號傳導(dǎo)過程、副溶血性弧菌在長期的脅迫過程中所產(chǎn)生的抗逆性、副溶血性弧菌在應(yīng)對水產(chǎn)品流通中多種逆境因素的共同脅迫響應(yīng)機制等。隨著基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組及代謝組學(xué)的飛速發(fā)展，全基因組表達譜、雙向蛋白質(zhì)組表達譜等分析技術(shù)可以從分子水平揭示各種環(huán)境脅迫下副溶血性弧菌脅迫耐受機制，將會對副溶血性弧菌的檢測、殺菌及預(yù)防等方面有重要的指導(dǎo)意義，更加科學(xué)的防止該細菌對人類的危害。

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