研究揭示了坏细菌如何引发痛苦的肠道收缩

在吃了一顿可疑的海鲜或喝了几口受污染的水后，坏细菌会使你的消化道超速运转。你的肠道痉挛和收缩，有效地排出肠道中的一切——粪便和细菌

俄勒冈大学的一项新研究表明，一种细菌霍乱弧菌是如何通过激活免疫系统来引发这些痛苦的收缩的。这项研究还为肠道如何清除不需要的入侵者找到了更一般的解释，这也有助于科学家更好地了解炎症性肠病等慢性疾病

UO的微生物学家Karen Guillemin与生物物理学家Raghu Parthasarathy合作开展了这项工作，她说：“这不是弧菌的一种特定的邪恶活动。”。“肠道是一个默认的系统，当有损伤时，你会冲水。”

这项研究由Julia Ngo领导，她现在是Guillemin和Parthasarathy实验室的博士生，并于11月22日发表在mBio杂志上。

霍乱弧菌最出名的是引起霍乱，这是一种每年感染数百万人的严重疾病，通常是通过受污染的水。一种相关的弧菌经常与贝类食物中毒有关

在过去的研究中，Parthasarathy的实验室表明，霍乱弧菌增强了斑马鱼肠道收缩的强度。这些鱼像幼虫一样透明，是研究肠道微生物动态的有力工具，因为科学家可以实时可视化正在发生的事情

研究小组将这种效果固定在弧菌通常用作对抗其他微生物的武器的剑状表面附属物上。解除细菌的武装使肠道收缩平静下来，但他们不确定是如何或为什么

他们在这项新研究中表明，关键是一种叫做巨噬细胞的免疫细胞

通常，巨噬细胞会抑制肠道中神经元的活动，使它们保持冷静，并允许事物以正常速度通过肠道。但是，为了应对细菌对组织的损伤，巨噬细胞会离开它们的岗位，涌向灾难现场，让神经元无人看管。如果没有巨噬细胞来控制局面，神经元最终会超速运转，引发强烈的收缩

Parthasarathy指出：“令人惊讶的是，所有这些细胞都是动态的，巨噬细胞在鱼身上奔跑，神经元和肌肉都在活动。”

“如果没有在活体动物中观察到这些现象、追踪细胞和测量肠道收缩的能力，我们就不会想到这一点。”

这些增强的肠道收缩对宿主有益，无论是斑马鱼还是人类

Guillemin说：“如果巨噬细胞必须去处理损伤，那么神经元发疯并将所有东西都推出肠道实际上是有意义的。”。“如果肠道中有什么东西会造成伤害，你想把它弄出来。”

肠道冲洗可能对细菌也有益，使它们能够快速接触到新的宿主。但Guillemin警告说，不要给微生物太多的权力。她说，弧菌对其他细菌的武器也会引发这种强烈的肠道反应，这可能不是一种微妙的适应，而是一个方便的巧合

Parthasarathy建议，这项研究还强调了免疫系统和神经系统之间的串扰如何在肠道健康中发挥被低估的作用。解读微生物如何影响这种串扰可能会让科学家对一系列令人困惑的疾病有新的认识 More information: Julia S. Ngo et al, The Vibrio type VI secretion system induces intestinal macrophage redistribution and enhanced intestinal motility, mBio (2024). DOI: 10.1128/mbio.02419-24

Journal information: mBio