Sea Squirt的Microbiome提供了前线免疫防御的线索，肠道健康

我们可以从低海喷射中了解人类健康吗？

比你想象的要多。

在他在美国USF儿童研究院的实验室在圣彼得堡，微生物学家拉里斯帕夫，博士，使用称为Ciona Intestinalis的海喷射来研究先天免疫系统与定居在肠道内的微生物相互作用，似乎有助于体内平衡(稳定)，促进生存和健康。

在美国国家科学基金会(NSF)为期四年的867,581美元资助下，Dishaw博士的免疫研究探索了共同生活在肠道中的微生物群——数万亿的细菌、病毒、真菌甚至一些寄生虫——统称为肠道微生物群。他的团队也对定义稳定肠道微生物组的破坏与炎症性肠病的发病有兴趣，炎症性肠病是一种影响160万美国人的自身免疫性疾病。

“许多因素在调节微生物组中起作用，”Dishaw博士说，他是USF健康莫尔萨尼医学院的儿科副教授。bob电竞“世界各地的许多研究人员都对微生物群如何在动物体内定居感兴趣，微生物群如何实现稳定，它如何能打破平衡，以及它如何与保护有关人类健康。"

人类最近的进化无脊椎动物之一

Ciona Intestinalis，一种类似于海绵植物的无脊椎动物海洋动物，将生命与水下结构相连，如船上的船体和码头桩，在水中持续一端，滤除浮游生物和藻类吃饭，然后淹没水并浪费垃圾另一端。

如果你在半透明少年看起来像显微镜下海鞘通过Dishaw博士的实验室培育，你可以看到一个肠道(有一个胃和肠腔室)，类似于脊椎动物的消化道。尽管外表原始，这种海洋生物——一种原脊索动物——被认为是与人类最近的进化无脊椎动物亲属。

与人类不同的是，海鞘一生都依赖于自然存在的先天免疫来防御宿主。它们缺乏另一种更进化的免疫机制，即适应性免疫，这种免疫机制在不同动物物种中有所不同，并在特定的外来入侵者出现时激活。

Dishaw博士说，这是有助于使海洋生物成为调查宿主免疫系统的演变的良好模型及其在创造和维持均衡的肠道微生物组中的作用。

他说:“当人类出生时，他们直到3到5岁才发展适应性免疫……所以最初的殖民细菌和其他微生物组成他们的微生物群的过程都是由先天免疫介导的。”

通过像海喷头这样更简单的模型系统，研究人员可以孤立地看出先天免疫力。他们可以监测免疫系统在首次遇到微生物时如何应对免疫系统，微生物最初是如何“选择”在肠道中殖民的地方，以及动物如何保持稳态 - 即肠道微生物的健康平衡，需要消化食物和肠道微生物在整个生命中吸收营养素。

最终，不那么低的海鞘可能提供更好的洞察肠道防御进化，并定义有益(非致病性)细菌可能有助于防止致病(致病性)细菌过度生长的方式。

打破“好”微生物与“坏”微生物的平衡

Dishaw NSF格兰特博士的工作建立在他的导师加里•Litman博士,普遍服务基金儿科名誉教授的实验室发现了基因家族的变量地区(chitin-binding蛋白质,或VCBPs和肠道分泌的墙protochbob电竞ordate不同,古代的鱼生物文昌鱼。迪肖博士说，这些免疫蛋白似乎有助于调节细菌和真菌如何相互作用和生长，从而增强肠道屏障功能。VCBPs似乎也影响噬菌体的产生或释放，噬菌体是感染和破坏特定肠道细菌的病毒，他补充道。

“我们项目的目标是找出当我们与该系统捣乱时会发生什么。当VCBPS不正确结合真菌或细菌时，动物的生理健身如何受到影响？”托盘博士说。“我们认为这些免疫效应器可以以促进（或阻止）健康的方式塑造肠道微生物组的生态。我们认为海喷射模型可以帮助我们了解它的发生方式。”

研究人员可以培养无菌的幼狮，然后将任何他们想要的微生物引入水中。由于海鞘不断过滤水，它们可以快速追踪在这个受控制的环境中，新引入的肠道微生物种群在哪里定居和繁殖，以及检测宿主-微生物相互作用在发展一线免疫防御系统中发挥的作用。

在去年发表的一系列实验中开放的生物学USF的研究人员通过将海鞘的肠道暴露在化学物质右旋糖酐硫酸钠(DSS)中，诱发了结肠炎样炎症和损伤。他们发现DSS改变了分泌的结合细菌的免疫分子的产生和沉降。

大多数无脊椎动物，包括海喷射，防御他们的肠壁，以防止潜在的微生物攻击，并预防含有富含粘蛋白的富含酵素的感染。研究人员发现，用Chitin的微粒的预处理，冰川的上皮相关的肠粘膜中普遍存在的纤维状物质，保护动物免受随后的DSS暴露的结肠炎的效果。

研究作者的结论，康复允许分离地研究先天免疫性的研究，“可以帮助我们确定天生的免疫力如何调节从结肠炎和重建（肠道微生物组）稳态的恢复。

噬菌体治疗耐药感染的潜力

Dishaw博士也是USF护理Maureen Greser，博士学位领导的国家卫生院校的共同调查员。该项目正在调查早产儿的肠道微生物组之间的联系及其年龄的健康。

迪肖博士说:“我们认为微生物的早期定居对于建立终生的肠道微生物群特征至关重要。”“因此，早期生活事件塑造(进化)微生物群，如在新生儿重症监护病房呆4到6周，在那里婴儿接受多种抗生素治疗或预防感染，可以转化为长期的健康变化。”

微生物组研究的最终目标是找到有效的治疗方法，重新调整出了差错的微生物群落的平衡——无论是通过饮食、压力、病原体，甚至是用来对抗疾病的药物。

粪便微生物群移植，将健康供者的粪便植入受者的结肠以重建稳定的肠道微生物组艰难梭菌(C. diff)感染是一种使人衰弱的胃肠道疾病，对许多抗生素都有耐药性。

在一个多药耐药性日益增长的时代，Dishaw博士认为，噬菌体疗法也有希望作为抗生素的替代或补充，治疗复发性、难以治疗的感染患者。在另一项与美国国家科学基金会共同首席研究员、USF海洋科学学院的Mya Breitbart合作的研究中，他正在海鞘中培养各种细菌，试图测试噬菌体(感染细菌的病毒)如何被用来选择性地清除有害的肠道细菌。

Phothaw Dishaw博士说，可能利用特异性靶向单一类型的细菌的噬菌体以追逐追逐除了微生物群落中的病原体，而不必依赖于抗生素，这可以消除有害和有益的细菌。“理论上，您可以使用高精度的C差异来靶向并仅杀死C. Dift细菌。”

Dishaw博士还参与了一项临床研究，与USF卫生部门的儿科和约翰霍普金斯所有儿童医院特征的肠道微生物群的初级免疫缺陷患者。bob电竞这项研究可以更好地理解免疫的不同方面是如何调节的肠道微生物组。

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