For years scientists have puzzled over why the intracellular pathogen Salmonella is able to survive—and thrive—in human and animal tissues, even within otherwise hostile cells that are part of the body's immune system, such as white blood cells known as
多年来，科学家们一直困惑于为什么细胞内病原体沙门氏菌能够在人类和动物组织中存活并茁壮成长，即使是在作为人体免疫系统一部分的敌对细胞中，如被称为巨噬细胞的白细胞
虽然多种因素使沙门氏菌能够适应感染期间经历的恶劣条件，但耶鲁大学的一项新研究揭示了这种病原体所经历的代谢适应的分子基础，从而促进了其存活
在《美国国家科学院院刊》发表的一篇文章中，耶鲁大学的一个研究小组确定了这一过程——包括一种关键信号分子的作用，该分子有助于调节这些生物体的碳吸收——这是沙门氏菌在感染期间控制碳源偏好的生理变化的基础
耶鲁大学医学院Waldemar Von Zedtwitz微生物发病机制教授、该研究的高级作者Eduardo A.Groisman说，他们的发现还表明，在实验室环境中常见的沙门氏菌行为变化并不一定反映它们在自然环境中的行为 研究人员表示，他们还为代谢在抗生素耐受中的作用提供了新的见解 Groisman实验室的博士后助理、该研究的主要作者Nick Pokorzynski说：“我们知道沙门氏菌在巨噬细胞内对抗生素的耐受性增强。”。“但一个长期存在的困境是，虽然你可以在实验室里确定沙门氏菌对给定抗生素的敏感性——沙门氏菌可能对这种抗生素敏感——但当你试图用同样的抗生素治疗感染时，它就不再有效了。”他说：“这些发现支持了越来越多的文献，这些文献表明代谢是细菌抗生素耐受性的主要基础。”细菌和所有生物体一样，在大多数细胞过程中都依赖某种形式的碳，它们偏好或可用的饮食在它们的代谢和生理学中起着关键作用。几十年的研究表明，大多数微生物更喜欢葡萄糖，一种单糖，而不是其他碳源。”/p>鼠伤寒沙门氏菌也是如此，这是一种常见的沙门氏菌，至少在实验室培养基中生长时是这样。但耶鲁大学的研究人员表示，当在巨噬细胞内发现沙门氏菌时，所谓的““碳偏好”被颠覆，取而代之的是对葡萄糖酸盐和甘油等替代碳源的偏好。研究人员表示，这种差异可能是宿主细胞“饥饿”病原体镁的结果，镁是数百种化学反应中的重要辅因子，为多种细胞功能提供燃料。
当哺乳动物细胞检测到病原体时，它会通过抑制镁来做出反应。这迫使病原体仔细调节它使用的镁量，这样细胞就不会占上风并最终消除它。在沙门氏菌中，镁浓度的降低会引起代谢和其他重要生理调节的变化，包括生长减慢和对抗生素的耐受性增加。
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重要的是，研究人员说，这种与感染相关的压力通过减少环腺苷酸（cAMP）的量来改变病原体的代谢，环腺苷醇是碳利用主调节因子CRP（cAMP受体蛋白）的重要激活剂。这反过来又会降低碳利用基因的表达，阻碍碳源的吸收，改变代谢。
“发现的行为可能直接解释了多种细胞内细胞表现出的生长缓慢和抗生素耐受性。病原体，“Groisman说。
Pokorzynski说，这些发现还可能提供对细胞内发病机制之外的微生物代谢动力学的新理解，例如肠道微生物组，甚至代谢在癌症细胞生长中的作用。
”鉴于代谢在生命的所有领域都是高度保守的，镁对所有生物体都至关重要，我们可能会发现这些发现与沙门氏菌发病机制之外有更广泛的相关性，”他说