肠道微生物新发现:Enterocloster clostridioformis 对抗沙门氏菌感染的关键作用

【字体: 时间:2025年03月01日 来源:Microbiome 13.8

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  为探究肠道微生物抗沙门氏菌感染机制,研究人员筛选发现 Enterocloster clostridioformis 可保护小鼠,为治疗提供新方向。

  在全球范围内,非伤寒沙门氏菌病(NTS)是一个严重的健康问题,每年导致大量的肠道感染和死亡,同时抗菌药物耐药性的增加也使得治疗面临巨大挑战。肠道微生物群在抵抗沙门氏菌感染中起着重要作用,但许多宿主 - 共生菌相互作用的具体机制仍不清楚。为了填补这一知识空白,来自英国的研究人员开展了相关研究,其成果发表在《Microbiome》杂志上。
研究人员使用了多种关键技术方法。在动物模型方面,选用特定病原体 - free(SPF)和无菌(GF)的小鼠,并对其进行不同处理。细菌培养与检测上,培养多种细菌菌株,通过多种实验方法检测细菌定植、感染情况等。还运用分子生物学技术,如荧光原位杂交(FISH)、逆转录 - 定量聚合酶链反应(RT-qPCR)、RNA 测序等分析基因表达和微生物与宿主的相互作用;采用流式细胞术对免疫细胞进行表征。

研究结果如下:

  1. 体内筛选揭示保护作用:研究人员优化小鼠模型后,对小鼠肠道来源的共生微生物进行筛选。发现定殖 Enterocloster clostridioformis、部分大肠杆菌菌株等的小鼠,感染沙门氏菌肠炎血清型鼠伤寒沙门氏菌(S.Tm)后,体重减轻减少、存活率增加,表明这些共生菌能介导对 S.Tm 感染的保护作用12
  2. Enterocloster clostridioformis 的保护机制并非定植抗性:与大肠杆菌相比,Enterocloster clostridioformis 虽能减少 S.Tm 在盲肠腔的滴度,但不能像大肠杆菌那样显著降低 S.Tm 在肠系膜淋巴结和肝脏的滴度,且其对 S.Tm 的生长抑制作用不明显,说明其保护作用不是主要通过定植抗性介导的。此外,Enterocloster clostridioformis 单一定殖与 S.Tm 和盲肠上皮的接触减少有关,但对 S.Tm 毒力基因表达无直接影响34
  3. 细菌定植诱导宿主转录反应差异:通过 FISH 实验发现,Enterocloster clostridioformis 与盲肠上皮的关联比 SPF 小鼠的多特异性微生物群更紧密。RT-qPCR 和 RNA 测序分析表明,Enterocloster clostridioformis 单一定殖诱导盲肠上皮细胞中抵抗素样分子 β(RELMβ,基因:Retnlb)表达增加,还上调了与细胞周期相关的基因;而大肠杆菌则上调了多种免疫相关基因56
  4. Enterocloster clostridioformis 增加抗炎 T 细胞比例:流式细胞术分析显示,在盲肠固有层,Enterocloster clostridioformis 诱导 Foxp3+CD4+调节性 T 细胞(Tregs)选择性增加,提高了 Treg 与效应 T 细胞的比例;而大肠杆菌定植则增加了 γδ-T 细胞的数量78

研究结论与讨论部分指出,本研究确定 Enterocloster clostridioformis 是一种对急性沙门氏菌病有保护作用的物种。其保护机制可能是通过增加 RELMβ 的表达、上调细胞周期相关基因以及增加 Tregs 的数量,来修复上皮组织、减少免疫介导的组织损伤,从而提高宿主对感染的耐受性,但这些机制还需进一步研究证实。此外,研究还发现实验中 GF 小鼠体重变化更能代表沙门氏菌诱导的盲肠炎症,筛选更倾向于选择保护盲肠炎症的菌株。未来研究应聚焦于阐明这种保护表型的潜在机制,这可能为预防和治疗 NTS 感染及其他相关疾病开辟新途径。

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