俄勒岡州大學(xué)的研究人員已經(jīng)確定了一個(gè)新穎的蛋白質(zhì)分泌一種常見(jiàn)的腸道細(xì)菌在斑馬魚(yú),減少腸道炎癥和延遲死于感染性休克。通過(guò)檢查的蛋白質(zhì),氣單胞菌屬免疫調(diào)制器(宗旨),相互好處細(xì)菌和斑馬魚(yú)的主機(jī),該研究小組的實(shí)驗(yàn)闡明動(dòng)物及其居民微生物如何談判主持水平的炎癥反應(yīng)。

zebrafish

論文的研究中,“細(xì)菌免疫調(diào)節(jié)蛋白與lipocalin-like域促進(jìn)細(xì)菌共生,”出現(xiàn)在《華爾街日?qǐng)?bào)》的特別版eLife致力于機(jī)械的微生物的研究。

”的一個(gè)主要問(wèn)題是如何我們與微生物共存的居民就是為什么我們沒(méi)有大量炎性反應(yīng)數(shù)以萬(wàn)億計(jì)的細(xì)菌存在于我們的勇氣,”這項(xiàng)研究的共同作者Karen Guillemin教授生物學(xué)和分子生物學(xué)研究所的成員。

“我們開(kāi)始測(cè)試腸道細(xì)菌是否積極分泌防止過(guò)度炎癥反應(yīng)的因素,將不僅有害細(xì)菌的主機(jī)還居民,”她說(shuō)。“我們用斑馬魚(yú)作為模式主機(jī),因?yàn)槲覀兛梢詧?zhí)行許多測(cè)試和無(wú)偏地尋找新的抗炎因子。”

前UO的篇論文也最終引導(dǎo)Annah Rolig博士后研究科學(xué)家現(xiàn)在癌癥免疫生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室在普羅維登斯波特蘭醫(yī)療Center-details蛋白質(zhì)是如何發(fā)現(xiàn)的常見(jiàn)的斑馬魚(yú)腸道細(xì)菌氣單胞菌屬和研究者縮小在更好的理解它的結(jié)構(gòu)和功能。

當(dāng)他們首次發(fā)現(xiàn)宗旨蛋白質(zhì),Guillemin和她的團(tuán)隊(duì)很困惑,因?yàn)閿?shù)組的氨基酸組成的蛋白質(zhì)鏈看起來(lái)沒(méi)有其他曾經(jīng)被描述。

使用蛋白質(zhì)晶體學(xué)、合作者和UO研究助理艾米莉發(fā)到Sweeney能夠確定蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)。在3 d,宗旨表現(xiàn)出驚人的相似類(lèi)的蛋白質(zhì)稱(chēng)為lipocalins,其中包括人類(lèi)成員,調(diào)節(jié)炎癥。“結(jié)構(gòu)相似性表明,細(xì)菌蛋白質(zhì)可能函數(shù)像人類(lèi)“Guillemin說(shuō)。”特別是,而不是做一些特定于對(duì)抗炎癥引起的一種細(xì)菌,可能是做一些更普遍的脾氣宿主的免疫反應(yīng)。”

為了測(cè)試這個(gè)想法在斑馬魚(yú)研究人員誘導(dǎo)炎癥以幾種不同的方式。在所有情況下,他們發(fā)現(xiàn)宗旨蛋白能減少炎癥。即使當(dāng)他們引起致命的炎癥反應(yīng),稱(chēng)為膿毒性休克,他們發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)可以抵消這個(gè)和斑馬魚(yú)的壽命延長(zhǎng)。

在探索這個(gè)問(wèn)題為什么細(xì)菌使這種蛋白質(zhì),研究人員發(fā)表了AimA-deficient版本的斑馬魚(yú)氣單胞菌屬細(xì)菌。他們發(fā)現(xiàn)宿主動(dòng)物比當(dāng)他們更慘的殖民與普通氣單胞菌屬和遭受更多的腸道炎癥。細(xì)菌也做了更糟的是,Guillemin說(shuō)。

“細(xì)菌也遇到這種炎癥,這對(duì)他們是有害的,”她說(shuō)。“炎癥涉及生產(chǎn)的抗菌化合物像設(shè)計(jì)的活性氧清除細(xì)菌,所以,現(xiàn)在,一個(gè)有益的細(xì)菌是處于劣勢(shì)的經(jīng)歷太多的炎癥反應(yīng)。”

當(dāng)宗旨蛋白質(zhì)是回魚(yú),它的存在雙方都受益。腸道炎癥去氣單胞菌屬恢復(fù)正常。當(dāng)研究人員在免疫功能不全的魚(yú)做了同樣的實(shí)驗(yàn),不能掛載炎癥反應(yīng),氣單胞菌屬細(xì)菌不需要蛋白質(zhì)。這表明細(xì)菌的主要原因使宗旨是防止炎癥。

作為蛋白對(duì)細(xì)菌和動(dòng)物都有好處伙伴,宗旨代表一個(gè)新類(lèi)的細(xì)菌效應(yīng)蛋白,Guillemin稱(chēng)為互利共生的因素。

不同病原體的毒力因子,促進(jìn)健康的損害宿主,像宗旨授予互利共生因素,主機(jī)和細(xì)菌會(huì)從宿主中刪除時(shí)方程。宗旨蛋白質(zhì),她說(shuō),采取行動(dòng)促進(jìn)細(xì)菌殖民化和主機(jī)的生存。

“大多數(shù)的有益微生物的研究只關(guān)注到主機(jī)的好處,往往發(fā)現(xiàn)非常通用的微生物分子,如代謝的副產(chǎn)品,隨著介質(zhì),”她說(shuō)。”宗旨的發(fā)現(xiàn)令人興奮,因?yàn)樗且粋€(gè)非常特殊的專(zhuān)業(yè)產(chǎn)品,共生生物正在保持互利共生。我懷疑還有更多的互利共生因素。”

研究結(jié)果有潛在應(yīng)用一系列人類(lèi)疾病與過(guò)度的炎癥有關(guān)。它可能會(huì)是有用的治療腸道炎癥,包括炎性腸道疾病,或在預(yù)防慢性炎癥相關(guān)的代謝綜合征和敗血癥。

此外,Guillemin說(shuō),這項(xiàng)研究表明其他的細(xì)菌生活在人類(lèi)是一個(gè)潛在的抗炎分子豐富的小說(shuō)。

“這些居民腸道微生物抑制炎癥的動(dòng)機(jī)是,”她說(shuō),“他們可能有很多創(chuàng)意的方法抑制我們的免疫系統(tǒng)。我們可以從他們身上學(xué)到很多關(guān)于如何設(shè)計(jì)新穎的抗炎治療。”