第一部分 简介 3
第一章 细菌持留状态的历史展望 3
1 早期研究历程 4
2 细菌持留状态研究的兴起 5
2.1 筛选方法 6
2.2 单菌体的研究 6
2.3 转录组学 7
2.4 遗传进化分析 8
2.5 建模 8
3 研究现状与展望 9
致谢 9
参考文献 10
第二部分 对细菌持留状态的定性研究 17
第二章 持留菌：分离与鉴定的方法及影响的因素 17
1 引言 18
2 高持留菌突变株 18
3 持留菌的前体存在形式与诱导后存在形式 20
4 毒素抗毒素模块 22
5 遗传因素对持留菌的影响 23
6 持留菌的重要性 24
参考文献 26
第三章 在大肠杆菌培养物中利用通用方法测定持留菌的水平 30
1 引言 31
1.1 表型耐受与表型抵抗 31
1.2 Ⅰ型持留菌与Ⅱ型持留菌 33
1.3 持留菌的肉眼观察与分离 33
1.4 持留菌与VBNC（活的非可培养状态） 34
1.5 静止期的持留菌 34
1.6 持留菌的耐受性是因抗生素而异？ 34
1.7 生长抑制诱导持留状态 34
1.8 对目前所涉及的实验流程的介绍 35
2 材料 35
3 方法 36
3.1 大肠杆菌培养液DMSO储存液的准备 36
3.2 过夜培养菌体的培养物 36
3.3 实验用细菌培养物与抗生素处理的操作 36
备注 37
致谢 40
参考文献 40
第四章 用于检测大肠杆菌持留状态的优化方法 44
1 介绍 45
2 材料 45
3 方法 49
3.1 第一天的工作内容 49
3.2 第二天要做的实验内容：细菌耐药性的相关检测 50
3.3 第三天要做的实验：菌斑形成单位的计数 50
4 数学分析 51
4.1 计算抗生素处理后的存活菌体在总体菌体培养物中的份额 51
4.2 图示：双相杀菌曲线 51
4.3 统计计算 52
备注 52
致谢 53
参考文献 53
第五章 96孔板用于研究体外生物被膜形成与定量检测的模型 55
1 引言 56
2 材料 57
2.1 常规仪器设备 57
2.2 生物被膜的形成 57
2.3 结晶紫和刃天青染色法 58
2.4 生物被膜的去除 58
2.5 平板培养基上的菌体数目计数 58
3 方法 58
3.1 生物被膜的形成 58
3.2 结晶紫染色 60
3.3 刃天青检测 61
3.4 生物被膜的清除 61
3.5 平板培养菌体计数 62
备注 62
参考文献 67
第六章 检测白色念珠菌生物被膜中持留菌的试验方法 70
1 引言 71
2 材料 71
3 方法 72
3.1 成熟生物被膜的形成 72
3.2 成熟生物被膜利用抗真菌制剂的处理 73
3.3 生物被膜中存活下来的菌体定量 73
备注 74
致谢 75
参考文献 75
第三部分 持留菌的单个菌体的相关分析 79
第七章 利用ScanLag技术对Ⅰ型持留菌和Ⅱ型持留菌进行定量测定 79
1 引言 80
2 材料 82
2.1 ScanLag方法的建立 82
2.2 培养基与介质 83
3 方法 83
3.1 方法的建立 83
3.2 菌体的静置生长 83
3.3 细菌培养物的指数生长期 83
3.4 对细菌菌落进行扫描计数 83
3.5 影像分析 84
3.6 确定细菌持留状态的类型 84
3.7 评估细菌持留状态的水平 84
备注 84
致谢 85
参考文献 85
第八章 利用荧光活化细胞分选法分析持留菌的生理状态 87
1 引言 88
2 材料 91
2.1 菌株 91
2.2 培养基 91
2.3 检测持留菌 91
3 方法 92
3.1 荧光基团的选择 92
3.2 对持留菌生理性状的定量分析需要事先评估所收集菌体的数量 94
3.3 在进行荧光活化细胞分选法（FACS）之前对样品的制备 95
3.4 荧光活化细胞分选技术（FACS） 96
3.5 对分选出来的样品中菌体的可培养性与持留状态特点的检测 98
备注 99
致谢 102
参考文献 102
第九章 直接利用操作简易的毫微微升液滴阵列实现单菌体检测及持留菌的收集 104
1 引言 105
2 材料 105
2.1 微型仪器的零部件 105
2.2 菌体、菌体的外周物质、菌体培养物与抗生素治疗成分 106
2.3 菌体收集的成分 106
3 方法 106
3.1 微型操作与设备安装 106
3.2 菌体的制备和抗生素的处理 108
3.3 毫微微升液滴阵列的构成与单个菌体外部附属物 109
3.4 利用微量移液器收集持留菌 110
备注 110
参考文献 111
第四部分 持留菌突变体以及相关基因的鉴定 115
第十章 基于对完整菌体高通量筛选技术在分子水平对绿脓杆菌持留菌的鉴定 115
1 前言 116
2 材料 117
3 方法 117
3.1 条件的优化 117
3.2 筛选 120
备注 120
参考文献 121
第十一章 在细菌持留状态中，对毒素-抗毒素位点所起到的作用进行功能化研究 123
1 引言 124
2 材料 124
3 方法 125
3.1 基因克隆插入表达载体 125
3.2 毒性检测 125
3.3 共表达检测 126
3.4 菌体重新生长的检测 127
3.5 持留菌的检测 129
备注 129
参考文献 130
第十二章 利用周期性抗生素处理实验验证大肠杆菌持留菌形成水平的遗传特点 132
1 引言 133
2 材料 133
2.1 常用到的材料 134
2.2 确定始祖菌株的抗生素相关特点 134
2.3 研究进化的相关实验 134
3 方法 135
3.1 始祖菌体与抗生素相关特征的鉴定 135
3.2 研究持留菌遗传特点的相关实验 137
备注 138
致谢 142
参考文献 142
第五部分 研究细菌持续性感染的细胞模型与动物模型 147
第十三章 利用体外模型研究抗生素的胞内活性 147
1 引言 148
2 材料 148
2.1 设备 148
2.2 介质 148
3 方法 149
3.1 细菌悬浮液以及培养基的制备 149
3.2 细菌的调理素作用 150
3.3 用于感染模型的真核细胞与细菌的培养 150
3.4 噬菌作用 150
3.5 胞内增殖 152
3.6 检测抗生素胞内活性 152
备注 153
致谢 155
参考文献 155
第十四章 利用鼠类动物模型研究大肠杆菌对其泌尿道感染的相关研究 158
1 引言 159
2 材料 161
3 方法 162
3.1 制备菌体接种物 162
3.2 利用斑点法对菌体进行计数 163
3.3 制备导尿管 163
3.4 利用细菌对小鼠膀胱内进行感染 163
3.5 尿检实验 164
3.6 抗生素治疗与接种细菌的研究 165
3.7 组织摘取 165
3.8 组织匀浆化 165
3.9 膀胱组织单细胞制备用于流式细胞分析 166
3.10 长程固定组织来进行组织成像 166
3.11 LacZ染色以及对封片后的膀胱组织进行激光共聚焦成像 166
备注 167
致谢 170
参考文献 170
第十五章 针对巨噬细胞诱导的沙门氏菌持留菌的分析 174
1 前言 175
2 材料 175
2.1 提取以及培养骨髓中的巨噬细胞 175
2.2 感染骨髓的巨噬细胞 176
2.3 FD质粒转化沙门氏菌 176
2.4 荧光稀释与流式细胞术 177
3 方法 178
3.1 提取以及培养骨髓中的巨噬细胞 178
3.2 对巨噬细胞诱导产生的沙门氏菌持留菌进行定量分析 179
3.3 运用荧光稀释法鉴定非复制性胞内沙门氏菌 180
备注 182
参考文献 184
第十六章 利用群体动力学分析手段对鼠伤寒沙门氏菌感染小鼠模型所产生与沙门氏菌腹泻相关疾病的研究 185
1 前言 186
2 材料 187
3 方法 189
3.1 制备一个混合接种物 189
3.2 小鼠感染与样品制备 189
3.3 定量Tag的丰度 190
3.4 计算机分析 190
备注 197
致谢 198
参考文献 198
第六部分 持留菌的数学模型 203
第十七章 计算机方法建模细菌的持留性 203
1 前言 204
2 数学算法 206
2.1 利用常规微积分来特定建模 206
2.2 利用SDEs的随机建模 208
2.3 利用离散Gillespie算法来随机建模 210
3 通过DNA结合产生的负反馈 211
4 抗毒素对毒素的捕获效应 212
5 条件性互作 216
6 生长率的调控：双稳定性与亚稳态 220
7 持留菌群体建模 222
8 讨论 224
致谢 226
参考文献 229
附图 233