合成生物催化剂,摘译自:

https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.05.036

胃肠道感染是重要的全球健康问题,其中,主要的腹泻病原体是霍乱弧菌。霍乱弧菌。肠道微生物是胃肠道的常驻微生物群落,该群落高度多样化,组成受到饮食、地理和环境的影响,并在不同物种和不同个体间有很大差异。16S核糖体基因研究表明,在霍乱流行地区,肠道微生物受到极大的强化压力,其组成会变成以链球菌(如唾液链球菌、肠球菌和肠杆菌)为主的典型非生物状态,这种组成已被证明是腹泻和营养不良的诱因之一。Hsiao等人证明健康的人类肠道可以抵抗霍乱弧菌的感染,相关的宏基因组学研究研究了霍乱患者和未感染的密切接触者的微生物组成的不同。然而,微生物多样性是如何赋予肠道病原体抵抗力或易感性的,人们知之甚少。

近期,美国加州大学河滨分校Ansel Hsiao等人发现,不同个体间肠道微生物组的差异会影响对霍乱感染的反应,相关文章发表在CellInterpersonal Gut Microbiome Variation Drives Susceptibility and Resistance to Cholera Infection。首先,作者对孟加拉的霍乱患者和健康人群进行PCoAPrincipal coordinates analysis)分析,发现霍乱患者的肠道菌群与健康人群存在明显差异,且在腹泻到康复的过程中也会改变。给予宏基因组的研究,作者建立了两种肠道微生物模型:健康的CR模型(包括BacteroidesClostridium Blautia)和霍乱患者的DS模型(包括StreptococciEnterococcus faecalis E. coli)。通过将CRDSCR/DSSRCRsubset)模型移植到乳鼠中,作者发现CRDS感染的乳鼠具有不同的肠道微生物组成,而CR/DS感染乳鼠CR乳鼠非常相似。SR感染乳鼠可以将DS幼鼠的霍乱弧菌定殖抗性恢复到CR乳鼠的水平,这是由于其关键定殖因子tcpA表达下降。

接着,作者随机组合CR模型和DS模型的5中微生物感染乳鼠,发现卵形布劳特氏菌(Blautia obeum)可以减少霍乱弧菌的定殖,并且可以降低tcpA的表达。已知胆汁与肠道密切相关,作者通过分析卵形布劳特氏菌(Blautia obeum)基因组发现存在编码胆盐水解酶的基因bsh,该酶通过降解胆盐牛磺胆酸盐抑制tcpA表达,从而减少人类腹泻病原体霍乱弧菌的定殖。反之,缺乏这种肠道微生物将会增加霍乱弧菌负荷

综上,文章通过生物信息学分析并结合前人研究发现肠道微生物的组成会影响宿主对霍乱弧菌的抵抗力,关键菌种为卵形布劳特氏菌(Blautia obeum),这霍乱弧菌感染个体化预防策略提供了新的靶点。

(杨思琪 摘译)


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