代谢组学

PLoS&160;Biol:发现幽门螺杆菌在胃腺深处的避风港

2019年5月4日 ——长期以来,科学家们一直在试图了解像幽门螺杆菌这样的致病菌是如何在胃的恶劣环境中存活的。幽门螺杆菌是引起胃溃疡和胃癌的危险因素。

斯坦福大学的Connie Fung和Manuel Amieva领导的研究人员在5月2日发表在开放获取期刊《PLOS Biology》上的一项新研究中提出,幽门螺旋杆菌利用了胃腺中一个特殊的生态位,为自己提供了一个安全的港湾,以维持终生的定居。

图片来源:PLOS Biology

Amieva实验室和其他研究人员已经知道,幽门螺旋杆菌菌落附着在胃腺深处的上皮细胞上。研究人员推测,这个位置可能保护这些菌落不受胃表面细菌不断更替的影响,使它们成为稳定的细菌库。为了确定幽门螺旋杆菌是如何在胃腺内建立、传播和持续存在的,研究人员使用高分辨率成像和绘图技术,在含有不同荧光标记的幽门螺旋杆菌混合菌落的动物中,可观察这些与腺体相关的种群。

研究人员采用一种被称为被动透明的技术处理了被感染的胃,这种技术能使组织透明。这使得研究人员能对完整的器官进行整体成像。作者发现,一小部分细菌作为“始作俑者”,在单个胃腺内建立、复制并形成菌落。随后,细菌向邻近腺体扩散,形成了大量无性系种群,形成了与最初腺体群落颜色相同的“岛屿”。这些种群岛屿会随着时间的推移而持续存在,并阻止腺体中建立任何外来细菌落。

与这一观察结果相一致的是,不能在腺体中定植的幽门螺杆菌突变株会被野生型细菌击败。这些结果表明,胃腺的一个特殊生态位形成了一个稳定的幽门螺杆菌蓄水池,支持慢性感染,并可能为表面粘膜补充更多的瞬时细菌种群。与他们对胃腺的研究结果相似的是,其他研究小组也表明,共生细菌存在于肠道隐窝中,这表明这些胃肠道深处的位置可能是微生物存活的关键位置。

该报告的通讯作者、儿科传染病专家Manuel Amieva表示:“我们希望,通过了解维持这些细菌藏身所必需的细菌和宿主属性,我们能够找到取代持续异常的粘膜克隆的治疗靶点。这些理论可能会延伸到幽门螺杆菌之外的其他细菌上,并提高我们永久性地去除致病菌和耐抗生素微生物的能力,并/或用毒性较低或有益的微生物群落取代它们。”

参考资料:

Connie Fung et al, High-resolution mapping reveals that microniches in the gastric glands control Helicobacter pylori colonization of the stomach, PLOS Biology (2019). DOI: 10.1371/journal.pbio.3000231

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