战争在肠道:人类微生物群抵抗霍乱细菌

霍乱仍然是一个巨大的公共卫生问题。主要有七大流行的急性腹泻病在过去的200年。根据世界卫生组织,霍乱仍然每年造成143000人死亡,感染了400万人,主要在贫困或不发达国家。

霍乱是由霍乱弧菌引起的,水性病原体感染人类的肠道时喝被污染的水。摄入后,霍乱弧菌开始殖民肠道内表面,在上皮细胞并释放出一种毒素。整个肠道毒素干扰离子平衡的墙壁,导致腹泻的排泄。严重的霍乱因严重脱水可导致死亡。

但这还不是全部,霍乱弧菌。2015年,媚兰教授领导的研究人员Blokesch EPFL出版开创性的论文表明细菌使用弹簧矛刺邻近细菌和窃取他们的DNA因为它生长在其环境栖息地。这种分子矛称为“VI型分泌系统”或T6SS曾被描述为interbacterial竞争。“世界cholera-endemic地区饮用污染水将包含competition-ready T6SS-active霍乱弧菌,“Blokesch说。

之前的研究表明,肠道的细菌病原体需要与肠道微生物为了建立自己在这个环境中。他们使用各种各样的策略,从争夺营养全面inter-bacterial战争。几项研究已经表明,肠道病原体利用T6SS矛清理肠道的利基,培养自己解决。

但研究霍乱弧菌与肠道微生物组是很困难的。通常情况下,科学家们将开发一个标准化的成年动物模型,但霍乱弧菌是臭名昭著的殖民成年动物相比,人类相对不佳。这意味着研究人员采取婴儿的动物,但这些缺乏霍乱弧菌的成熟的微生物相互作用就开始在小肠。

与此同时,许多研究表明,由霍乱弧菌和其他传染性细菌抵抗殖民在很大程度上依赖于所谓的“共生体”微生物在肠道。共生的微生物,尤其是人类肠道的,没有研究与霍乱弧菌的互动。

肠道抵抗

在一篇发表在自然通讯,Blokesch集团已经看着人类微生物群霍乱弧菌与细菌的相互作用。科学家们看着一个小的集合共生体从人类志愿者,其中包括几个细菌种类如大肠杆菌、肠杆菌属泄殖腔和各种克雷伯氏菌分离株。

他们的研究结果表明,尽管一些种类的肠道细菌耗尽T6SS-mediated霍乱弧菌的袭击之后,一个重要子集抗拒。具体地说,克雷伯氏菌肠道一些物种保护自己免受霍乱弧菌的T6SS袭击的多糖胶囊的特点是所谓的“封装”细菌。

因为它是一种高效杀死设备,霍乱弧菌等细菌使用T6SS也有办法保护自己避免self-intoxication。为此,T6SS-using细菌产生特定的免疫蛋白阻止T6SS的毒性作用。

但研究发现,人类微生物群的一些成员保护自己免受T6SS攻击不会immunity-protein路线。具体地说,研究表明,大肠cloacae-itself实际上所使用的一种机会主义pathogen-fights回来杀死V。霍乱弧菌第一个有自己的优越,T6SS武器。

“这项工作为我们提供了一些新的见解细菌在肠道菌群与社会行为防御T6SS中毒如何帮助细菌种群抵御入侵的病原体,”媚兰Blokesch说。但她也强调,这项研究是在体外进行,这意味着更多的研究是必要的,如果我们要得到一个更完整的画卷。

“尽管如此,我们的工作可以作为一个起点,合理设计T6SS-shielded益生菌菌株能够恢复缺陷殖民壁垒或提高壁垒的效率,”作者总结道。

最后,Blokesch突出了同事的慷慨分享这项研究的菌株。她还强调,接触到新的方向,包括克雷伯氏菌生物,会更加困难而美妙的合作Olaya Rendueles和爱德华多•罗查在巴黎巴斯德研究所。

”甚至超过科学的消息,让我最享受的,是协作方面(内部和外部实验室)的故事,“同意尼古拉•Flaugnatti博士后Blokesch组和本研究的第一作者(共享)。