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研究与创新

可移动的盛宴:抗生素给予C.差异丰富的环境,没有竞争

C.艰难岩通过相位对比显微镜看到的孢子率在1000x的放大率下。信用:拉贾尼比

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使用鼠标模型,来自北卡罗来纳州立大学的研究人员发现抗生素用途创造了一个“宴会”Clostridium艰难术C.差异),通过改变通常与之竞争的本地肠道细菌C.差异用于营养素。调查结果可能导致益生菌和其他预防策略的发展C.差异感染。

C.差异是一种有害的细菌,可引起肠道中严重,复发性和有时致命感染。虽然细菌通常在我们的环境中发现,但C.差异感染主要发生在服用的患者中,或者最近完成服用抗生素。

“我们知道抗生素是主要的风险因素C.差异北卡罗来纳州传染病学助理教授、一篇描述该研究的论文的通讯作者凯西·塞里奥特(Casey Theriot)说。“我们最新的研究表明,微生物群可能提供了天然的抵抗力C.差异通过与C.差异对于这种环境中的营养成分;具体地说,对于称为脯氨酸的氨基酸。“

Theriot和Proddoctoral Josuu Fletcher介绍C.差异对抗生素治疗的小鼠并以四间隔监测它们的肠道环境:0,12,24和30小时后引入后。它们对肠道内容物进行了代谢组和RNA测序分析C.差异在这些时间点上找出细菌正在“吃”哪些营养物质。代谢组学使研究小组能够追踪肠道中营养物质的丰度,RNA分析表明肠道中哪些基因C.差异对营养物质的代谢具有活性。

研究人员发现,随着人群的肠道中脯氨酸的量减少了C.差异增加。另外,称为5- aminovaldate的脯氨酸副产物也增加,表明这一点C.差异代谢脯氨酸。RNA分析进一步证实了C. Diff'使用脯氨酸,作为与脯氨酸代谢相关的基因C.差异在殖民化的早期阶段增加,当脯氨酸丰富时。

“我们能够在没有竞争的情况下表明这一点C.差异在小鼠模型中代谢脯氨酸和其他氨基酸,用它作为燃料存活和茁壮成长,“Theriot说。“希望这些信息可能导致更好的益生菌或”良好“细菌的发展,可以实现C.差异用于肠道中的营养素。最终目标是以不仅仅是抗生素的方式控制这些细菌。“

研究出现在妈妈,并由国家卫生研究院资助(授予R35GM119438和K01GM109236)。弗莱彻是第一作者。在密歇根大学进行动物研究和RNA测序。Metabolon,Inc。进行了代谢组科分析。NC州的传染病副教授Cristina Lanzas,博物博物莫文·埃尔沃辛也为这项工作做出了贡献。

-peack-

编辑的注释:纸上的摘要跟随。

“在肠道代谢物中转移Clostridium艰难术在小鼠模型中定植和感染的转录组“

DOI:10.1128 / msphere.00089-18

作者:Joshua Fletcher,Samantha Erwin,Cristina Lanzas,Casty Theriot,北卡罗来纳州立大学
发表妈妈

抽象的:
抗生素改变肠道微生物群,降低对细菌的定植抗性C.艰难岩然而,驾驶殖民化抗性的机制尚不清楚。对殖民化抗性的丧失C.艰难岩由于抗生素治疗与肠道代谢物中的改变有关,特别是营养素增加C.艰难岩可用于体外生长。定义营养素C.艰难岩需要在体内的定殖和发病机制,我们使用质谱和RNA seq的组合来建模肠道代谢组和C.艰难岩转录组在小鼠模型急性感染的以下时间点0,12,24和30小时。我们还进行了基于多变量的组学数据整合,以定义在定殖和感染过程中最重要的特征。这里我们展示了氨基酸,特别是脯氨酸和支链氨基酸,以及碳水化合物在小鼠盲肠中随着时间的推移会大量减少C.艰难岩基因表达与它们在体内的利用是一致的。基于多变量的组学数据整合也加强了这一点,我们能够区分代谢产物和支持的转录本C.艰难岩在整个殖民化和感染的不同时间点之间的生理学。本研究说明了氨基酸和其他营养素的可用性的重要性是针对初始阶段的重要性C.艰难岩疾病的定植和发展未来的研究确定营养物的来源,并改造有能力胜过竞争的细菌C.艰难岩在肠道中对开发新的靶向细菌治疗剂至关重要。

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