口腔細(xì)菌之間的交叉呼吸導(dǎo)致更嚴(yán)重的感染
研究人員確定,通常在人的口腔和膿腫中發(fā)現(xiàn)的兩種細(xì)菌可以協(xié)同作用,使致病性細(xì)菌集熱放線桿菌更加具有感染力。合作的關(guān)鍵是無(wú)害的合作伙伴為病原體提供了富氧的環(huán)境,有助于其生長(zhǎng)。該發(fā)現(xiàn)于本周發(fā)表在美國(guó)微生物學(xué)會(huì)的在線開(kāi)放獲取期刊mBio上,可能會(huì)導(dǎo)致更好的方法來(lái)對(duì)抗在復(fù)雜細(xì)菌群落中發(fā)揮作用的大多數(shù)細(xì)菌感染。
“從歷史上看,我們傾向于認(rèn)為感染是由單一生物體引起的,但許多疾病是由多種物種引起的,”德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校分子生物科學(xué)專(zhuān)業(yè)的研究生,研究的主要作者阿波羅·斯蒂西解釋說(shuō)。“我們想問(wèn),在感染過(guò)程中,這些多種物種對(duì)彼此有什么影響?”
Stacy和他的同事與Marvin Whiteley教授合作,使用了兩種口腔細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)室模型,放線菌A.放線桿菌和戈登鏈球菌(Strepococcus gordonii)(Strep),它們共同生活在人的口腔中,并且還存在于肺和腦的膿腫中。Aa是牙周疾病的主要元兇之一,也可能傳播并感染心臟瓣膜。然而,鏈球菌被認(rèn)為是共生的,通常不會(huì)對(duì)其人類(lèi)宿主造成任何問(wèn)題。懷特利小組的先前工作表明,僅這兩種細(xì)菌不會(huì)引起嚴(yán)重的疾病,但它們共同具有高度傳染性。
“在這項(xiàng)研究中,我們問(wèn)到在沒(méi)有共生鏈球菌的情況下,Aa生存所需的全部基因是什么?” 史黛西說(shuō)。
為此,Stacy首先制造了Aa突變株,其中基因組中的每個(gè)基因都被稱(chēng)為轉(zhuǎn)座子(Tn)的DNA片段破壞了。接下來(lái),他將Aa突變體單獨(dú)或與Strep一起置于小鼠大腿上的膿腫中。然后,他使用一種稱(chēng)為T(mén)n-Seq的技術(shù),對(duì)單獨(dú)或與其Strep伴侶進(jìn)行Aa生存所需的基因進(jìn)行了分類(lèi)。
第一個(gè)清單顯示了Aa需要獨(dú)自生存的過(guò)程或功能。將其與第二個(gè)列表進(jìn)行比較,可以告訴Stacy Strep的存在可以彌補(bǔ)其中哪些過(guò)程。他發(fā)現(xiàn),當(dāng)存在鏈球菌時(shí),它會(huì)將Aa從無(wú)氧代謝轉(zhuǎn)變?yōu)楦谎醯拇x。
斯特西說(shuō):“鏈球菌正在增加感染中氧氣的供應(yīng)。” “這很重要,因?yàn)锳a可以利用氧氣產(chǎn)生更多的能量并變得更好。”
懷特利實(shí)驗(yàn)室的其他研究人員已經(jīng)表明,鏈球菌產(chǎn)生的廢品是L-乳酸,事實(shí)證明它是Aa最喜歡的食物之一。此外,Aa必須能夠使用由Strep生產(chǎn)的L-乳酸鹽(一種稱(chēng)為交叉喂食的過(guò)程)對(duì)這兩個(gè)物種造成嚴(yán)重感染。但是,除非周?chē)凶銐虻难鯕庥糜谟醒鹾粑駝tAa無(wú)法有效地使用L-乳酸作為食物來(lái)源。Stacy的發(fā)現(xiàn)提供了關(guān)鍵的聯(lián)系。
懷特利指出:“這些錯(cuò)誤促成了這些相互作用,這真是令人驚訝。” “鏈球菌不僅要喂AA,還要給它提供需要的東西,刀叉也可以吃。” 通過(guò)將氧氣提供給Aa(團(tuán)隊(duì)稱(chēng)為交叉呼吸)的過(guò)程,鏈球菌可使病原體生長(zhǎng)到更高的水平,從而導(dǎo)致更嚴(yán)重的感染。
奧斯汀的約翰·拉蒙·拉蒙塔涅傳染病中心主任懷特利說(shuō):“現(xiàn)在,我們開(kāi)始了解到,許多現(xiàn)代感染是由生物群落引起的。” “這兩種細(xì)菌已經(jīng)進(jìn)化在一起生活在一起,因此它們?yōu)槲覀兲峁┝艘环N探索這些高度復(fù)雜關(guān)系的方法。”
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