发炎的环境是艰难梭菌的天堂

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特蕾西皮克 tracey_peake@ncsu.edu

北卡罗来纳州立大学的一项新研究表明，炎症是由Clostridioides固执的（c . diff)感染给病原体带来了双重优势:既为竞争的细菌创造了一个不适宜生存的环境，又提供了使之能够生存的营养物质c . diff茁壮成长。

c . diff是一种引起腹泻的细菌，通常会导致严重甚至致命的后果。作为其生长周期的一部分，c . diff会产生两种毒素，导致炎症并破坏肠道内壁。

”c . diff北卡罗来纳州立大学传染病学副教授、该研究的通讯作者Casey Theriot说。“但在肠道中殖民时，c . diff还会产生两种大的毒素，TcdA和TcdB，它们会引起炎症。我们想知道这些引起炎症的毒素是否真的会c . diff这是一种生存益处——病原体是否可以利用发炎的环境来繁殖。”

特里奥特和前北卡罗来纳州博士后研究员乔什·弗莱彻领导了一个团队，研究了两种c . diff一种是产生毒素的，另一种是不产生毒素的转基因菌株，在体外和老鼠模型中都是如此。在这两个模型中，产生毒素c . diff与炎症和细胞损伤增加有关。基因分析发现c . diff在炎症环境中表达更多与碳水化合物和氨基酸代谢相关的基因。最后，体外实验证明了这一点c . diff能够利用胶原蛋白中的氨基酸来生长。

”c . diff体内的毒素会破坏肠道细胞，”特里奥特说。“这些细胞含有由氨基酸和多肽组成的胶原蛋白。当胶原蛋白被毒素降解时，c . diff通过打开基因的表达，这些基因可以利用这些氨基酸来生长。”

研究人员还指出，炎症环境会抑制肠道内其他微生物的数量。所以毒素有双重作用:通过引起炎症，c . diff两者都消除了对资源的竞争，并为自身发展创造了更多的资源。

“我一直觉得很有趣c . diff导致如此严重的炎症，”弗莱彻说。“我们的研究表明，这种炎症可能会导致c . diff在肠道环境中，延长感染。”

这项研究发表在自然通讯并得到了美国国立卫生研究院的支持(批准R35GM119438)。目前在明尼苏达大学工作的弗莱彻是第一作者。北卡罗莱纳大学教堂山分校Lineberger癌症中心的斯蒂芬妮·蒙哥马利(Stephanie Montgomery)也参与了这项工作。

皮克-

编辑报告下面是摘要。

”Clostridioides固执的利用毒素介导的炎症改变宿主的营养状况，将竞争者排除在肠道菌群之外。”

DOI:10.1038 / s41467 - 020 - 20746 - 4

作者: Joshua R. Fletcher, Colleen M. Pike, Ruth J. Parsons, Alissa J. Rivera, Matthew H. Foley, Michael R. McLaren, Casey M. Theriot，北卡罗来纳州立大学;Stephanie A. Montgomery，北卡罗莱纳大学教堂山分校
发表: 2021年1月19日自然通讯

摘要：
Clostridioides固执的是一种细菌性病原体，可引起轻到中度腹泻、假膜性结肠炎和中毒性巨结肠等一系列临床疾病。通常情况下,梭状芽孢杆菌感染(CDIs)发生在抗生素治疗后，它改变了肠道微生物群，降低了对细菌的定植抗性梭状芽孢杆菌．疾病是由两种大型毒素介导的，它们的基因表达是通过替代西格玛因子TcdR在营养消耗时诱导的。利用两株tdr突变体梭状芽孢杆菌，我们定义了毒素诱导的炎症如何改变梭状芽孢杆菌代谢、组织基因表达和肠道菌群来确定炎症对宿主可能有何益处梭状芽孢杆菌．这里我们展示了梭状芽孢杆菌在面对炎症时，代谢明显不同，许多碳水化合物和氨基酸的摄取和利用途径发生变化。宿主基因表达特征表明，基质金属蛋白酶降解的胶原蛋白和细胞外基质的其他成分是支持肽和氨基酸的主要来源梭状芽孢杆菌增长的体内。最后，由梭状芽孢杆菌毒素活性改变了肠道微生物群，排除了拟杆菌属中能够与之竞争的成员梭状芽孢杆菌从胶原蛋白降解中释放出的相同的必需营养素。