铜绿假单胞菌是一种重要的条件致病菌,烧伤患者和免疫力低下的病人容易受到感染。毒素-抗毒素系统(Toxin-antitoxin system,TA)通常由两个共表达的基因组成,一个编码毒素,一个编码抗毒素。前期研究表明,铜绿假单胞菌毒素-抗毒素系统HigB-HigA参与高耐药持留菌的形成,同时调控生物被膜(biofilm)形成以及Ⅲ型分泌系统(Type Ⅲ secretion system,T3SS)的表达。生物被膜是指铜绿假单胞菌培养过程,细菌粘附于接触物表面而形成的细菌聚集膜样物,往往与慢性感染紧密相关。Ⅲ型分泌系统是多种蛋白组成的针状复合物结构,当与宿主细胞结合或被激活诱导,可以通过针头结构将效应因子注入宿主细胞,引起细胞杀伤,在急性感染中起重要作用。c-di-GMP全称为环鸟苷二磷酸,是细菌内重要的一种二级调控信号,该信号分子促进生物被膜的形成,抑制T3SS基因的表达。细菌内c-di-GMP水平受到其合成酶与降解酶的双重调控。在本文中,我们探索了HigB-HigA调控下游基因的途径。通过基因水平的敲除、c-di-GMP化学含量的测定、mRNA表达水平的测定以及相关表型的测定等分子生物学及遗传学研究,我们发现毒素HigB降低细胞内c-di-GMP水平,从而抑制生物被膜的形成和提高T3SS基因的表达。通过分析已知铜绿假单胞菌内c-di-GMP合成与降解酶的表达水平,我们发现通过毒素HigB上调三个负责降解c-di-GMP的基因,分别是PA2133,PA2200和PA3825。分别或同时敲除这三个基因可以弱化毒素HigB引起的生物被膜的减少和T3SS基因的表达。综上所述,我们的研究表明HigB通过影响c-di-GMP水平调控铜绿假单胞菌的生物被膜形成以及T3SS基因的表达。