最近的一项研究揭示了一种特定类型的细菌*霍乱弧菌*是如何通过激活免疫反应导致痛苦的肠道痉挛的。研究结果还提供了对肠道如何消除不必要实体的更广泛理解,这可能帮助研究人员理解如炎症性肠病等慢性疾病。
在食用可疑海鲜或饮用受污染水后,有害细菌会导致你的消化系统超负荷运作。这会导致肠道剧烈痉挛和收缩,强力去除肠道内的所有物质,包括废物和细菌。
俄勒冈大学进行的一项研究展示了细菌*霍乱弧菌*如何通过刺激免疫系统来引发这些痛苦的收缩。此外,该研究提供了对肠道如何驱逐不必要入侵者的一般理解,这可能帮助科学家们揭开像炎症性肠病这样的慢性病症的奥秘。
根据与生物物理学家拉古·帕塔萨拉西共同进行这项研究的微生物学家卡伦·吉莱敏的说法:“这并不是霍乱弧菌在恶意行动。肠道的工作原则是,对损伤的默认反应是将东西冲洗出去。”
这项研究由已毕业的博士生朱莉亚·吴主导,在吉莱敏和帕塔萨拉西的实验室完成。研究结果于11月22日在期刊mBio上发表。
*霍乱弧菌*主要以引起霍乱而被认可,霍乱是一种每年影响数百万人的严重疾病,通常是通过受污染的水传播。类似的*弧菌*种类通常与贝类引起的食源性疾病有关。
帕塔萨拉西实验室之前的研究表明,*霍乱弧菌*显著增加了斑马鱼的肠道收缩。这些透明的鱼幼虫是研究肠道微生物动态的优秀模型,因为它们的可见性使研究人员能够实时观察事件的发生。
研究小组将这一效应归因于*弧菌*通常用来对抗其他微生物的剑状附肢。通过中和这一武器,他们观察到了肠道收缩的减少,尽管具体机制仍不清楚。
最新的研究指出,巨噬细胞(一种免疫细胞)是一个关键因素。
通常情况下,巨噬细胞调节肠道内神经元的活动,确保肠道运动的稳定节奏。然而,当面临来自细菌的组织损伤时,这些巨噬细胞放弃了它们的岗位以应对损伤,导致神经元无人看管。这种缺乏调节导致神经元变得过于活跃,造成剧烈的收缩。
“这些细胞的动态很有趣,巨噬细胞迅速在鱼体内移动,而神经元和肌肉则忙于活动,”帕塔萨拉西说。“如果没有能力观察这些过程在活体生物中的表现,也没有跟踪细胞或测量肠道收缩的能力,我们不会发现这些信息。”
这些增强的肠道收缩对斑马鱼和人类都是有利的。
吉莱敏解释说,“如果巨噬细胞专注于处理损伤,那么神经元强烈反应并将所有东西从肠道推出是有道理的。当有害物质存在时,你想要将其排出。”
这个冲洗过程也可能会使细菌受益,迅速进入新的宿主。然而,吉莱敏警告不要将太多的意图策略归因于细菌。*弧菌*对其他细菌的机制引发强烈的肠道反应,这可能是一个无意的副产品,而不是一种精心调节的适应。
该研究还强调了免疫系统与神经系统之间的交流在维持肠道健康中的潜在重要性,正如帕塔萨拉西所指出的。理解微生物如何影响这种交流可能为各种复杂疾病提供新的见解。
这项研究得到了国家科学基金会和国立卫生研究院的支持。