沙门氏菌感染是肠道内有益细菌和有害细菌之间的一场战斗
今年夏天,正义与邪恶的大战不仅出现在大银幕上。一项新的研究检查了发生在老鼠身上的食物中毒感染,发现了有害细菌,比如一种常见的细菌沙门氏菌在肠道环境发生前所未有的变化时,这种细菌会接管肠道内的有益细菌。这些结果为感染过程提供了新的见解,并可能导致更好的预防或新的治疗方法。
能源部太平洋西北国家实验室的系统生物学家乔希·阿德金斯(Josh Adkins)和团队负责人说:“我们正试图梳理一个很大程度上未知的生物学领域。”“感染会改变肠道细菌的数量,从而导致炎症。我们想了解这些事件之间的相互作用。”
本周在《公共科学图书馆•综合》,该研究表明沙门氏菌鼠伤寒可能使用糖的焦点作为一个信号,它已经找到了一个繁殖的好地方,或者使用焦点来维持自己感染,或者两者都有。这是研究人员第一次发现注意力在实验过程中扮演重要角色沙门氏菌感染。
Adkins说:“我们对焦点结果完全感到惊讶。”他们还发现其他通常被常驻细菌吃掉的糖没有受到影响。“通过了解细菌吃什么,我们可以尝试促进有益细菌的生长,从而摆脱这场战斗。”
老鼠
引起的食物中毒沙门氏菌每年有4万多人感染细菌。感染人类的常见类型之一,沙门氏菌鼠伤寒通常不会让老鼠生病,所以阿德金斯和同事们用了对鼠伤寒特别敏感的老鼠沙门氏菌感染。在用致病细菌口服感染小鼠后,研究人员可以通过分析小鼠另一端的细菌来跟踪疾病的过程。
“在大多数研究中,研究人员在引入抗生素之前会先用抗生素清除常驻细菌感染细菌说:“微生物学家Brooke detherage Kaiser。“在这项研究中,我们可以观察沙门氏菌消灭共生生物,然后看着它们回来。随着时间的推移跟踪相互作用是我们以前无法做到的。”
他们写的故事说明了这一点沙门氏菌篡夺了正常生活在肠道中的微生物。常住虫被称为共生细菌,具有重要的功能,如分解人和老鼠不能分解的碳水化合物和糖。利用先进的仪器和技术,研究人员确定了随着感染进展和小鼠康复,哪些细菌种群占主导地位,以及胃肠道的变化,如炎症和可用营养物质的存在。一些实验是在EMSL进行的,EMSL是美国能源部在PNNL校园的环境分子科学实验室。
糖
虽然研究小组目睹的许多事件都是意料之中的,比如感染导致肠道炎症,但也有一些并非如此。一个意想不到的变化是可供细菌食用的糖的种类。有益细菌通常会吃掉少量的糖,而这些糖却完好无损地躺在肠道周围。
这种不寻常的糖的储存可能是因为有益细菌到那时,已经超过了沙门氏菌另一种细菌,Enterococci.Enteroccoci通常在肠道中发现,但也可以利用机会过度生长。
出乎意料的是,一些证据表明沙门氏菌可能会把糖当做食物来源。这项研究表明,细菌产生了专门帮助它消化焦点的蛋白质,这是这些研究人员第一次在细菌生长过程中观察到焦点蛋白质沙门氏菌感染。
虽然还需要更多的研究来充实焦点在感染周期中的作用沙门氏菌沙门氏菌感染通过更好地了解肠道中的营养来源和信号,这一观察可能有助于在未来控制或预防胃肠道感染。
总的来说,这项研究使PNNL的研究人员能够跟踪感染细菌的上升和下降,以及共生菌恢复期间的下降和上升细菌,并更改为肠道因为老鼠抵御了感染。未来的研究将集中在肠道的其他区域发生了什么,以掌握这项研究所代表的疾病类型,急性胃肠道疾病和更全身性感染之间的差异。
更多信息:Brooke L. Deatherage Kaiser, Jie Li, James A. Sanford, Young-Mo Kim, Scott R. Kronewitter, Marcus B. Jones, Christine T. Peterson, Scott N. Peterson, Bryan C. Frank, Samuel O. Purvine, Joseph N. Brown, Thomas O. Metz, Richard D. Smith, Fred Heffron和Joshua N. Adkins。沙门氏菌介导的肠道感染中宿主-病原体-共生相互作用的多组学观点,PLOS ONE月,日,年,doi: 10.1371 / journal.pone.0067155