Natuer子刊:肠道内脆弱的平衡

【字体: 时间:2022年06月23日 来源:Nature Communications

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  乳酸菌等益生菌的存在改变了肠道内的环境,迫使酵母菌白色念珠菌改变其代谢,使其感染性降低。通过这种方式,益生菌可以遏制或防止真菌感染在肠道中的传播。莱布尼茨天然产物研究和感染生物学研究所-汉斯研究所(莱布尼茨- hki)的研究人员也发现,肠道细胞积极促进细菌生长,以保护自己免受真菌的侵害。研究结果发表在《自然通讯》杂志上。

  
   

Fragile balance in the gut    

图:白色念珠菌(黄色)在分化的肠上皮细胞上形成菌丝(蓝色为细胞核,紫色为f -肌动蛋白)。

图片来源:Raquel Alonso-Roman / Leibniz-HKI

益生菌如乳酸菌的存在改变了肠道环境,迫使酵母菌白色念珠菌改变它的新陈代谢,降低它的传染性。通过这种方式,益生菌可以遏制或防止真菌感染在肠道中的传播。德国耶拿莱布尼茨天然产物研究和感染生物学研究所(Leibniz- hki)的研究人员也发现,肠道细胞积极促进细菌生长,以保护自己免受真菌的侵害。

白色念珠菌自然地在人体定植,特别是在肠道中很常见。通常这是一种良性的定植,因为免疫系统和健康的肠道微生物群会控制它。然而,如果微生物群失衡或免疫系统严重受损,白念珠菌就会进入血液。这可能会危及生命,尤其是对重症监护室免疫功能低下的人。

研究人员现在发现,人类肠道细胞在对抗白色念珠菌引起的真菌感染方面发挥着重要作用。第一作者Raquel Alonso-Roman解释说:“肠道细胞滋养乳酸菌,乳酸菌因此繁殖,反过来从酵母菌中带走营养物质。”新的环境迫使白色念珠菌适应其新陈代谢,使其摆脱某些特征,降低其传染性。在肠道中添加益生菌可以在酵母菌、乳酸菌和其他微生物群之间建立平衡,从而恢复健康状态。

白色念珠菌感染,如外阴阴道感染,已经用乳酸菌成功治疗。“我们已经知道,乳酸菌尤其可以对抗真菌感染,防止它甚至杀死真菌。我们现在的工作是解决‘如何’的问题,”微生物致病机制部门的负责人Bernhard Hube解释说。

通过与该研究所的系统生物学家合作,研究人员开发了计算机模型,可以预测鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)中的乳酸菌在遇到白色链球菌时的行为。“利用以前研究的数据,我们的计算机模型可以预测乳酸菌会繁殖,并最终对抗白色念珠菌,”莱布尼茨-香港大学的初级小组负责人马克·格雷尼格特解释说。然而,随后在实验室的实验表明,细菌并没有像预期的那样在传统培养基中繁殖。“只有当我们加入来自肠道的上皮细胞时,乳酸菌才开始繁殖,”格雷尼格特继续说道。与同在莱布尼茨-香港大学的Slavena Vylkova的初级研究小组一起,研究人员发现了酵母真菌是如何改变其代谢以适应新环境的。由于肠道中不再有足够的营养物质,白念珠菌的基因活动发生了调整,这使得酵母真菌的传染性降低,从而不再能够破坏肠道细胞。

这项研究的结果在对抗危及生命的真菌感染方面迈出了重要的一步。“我们想知道益生菌是如何对抗感染的。有了这些知识,我们也许能够制定措施来防止这种真菌的侵袭行为。这个想法是在不使用益生菌的情况下,用益生菌的方式影响真菌,”Hube解释说。他说,尤其是在免疫抑制的患者中,使用活菌作为治疗手段通常太危险了。

人类、动物和环境中微生物的平衡和失衡是Microverse Excellence集群的平衡和协作研究中心FungiNet的中心研究焦点,该中心支持这项工作。

文章标题

Lactobacillus rhamnosus colonisation antagonizes Candida albicans by forcing metabolic adaptations that compromise pathogenicity.


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