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PNAS:微生物“暗物質”如何致病?

日期:2014-12-25 09:23:32

 現(xiàn)代生物學中的一個最新重要發(fā)現(xiàn)是,人體中含有比人體細胞多出10倍的細菌細胞。但是,這些細菌對科學家來說仍然是個謎。

 

據科學家估計,生活在人體內的細菌中有大約一半,因無法在實驗室中培養(yǎng),而幾乎不為人所知,也因此科學家稱其為“微生物暗物質”。然而,科學家們一直決心要了解更多關于這些不可培養(yǎng)細菌的信息,因為它們可能會導致某些使人衰弱的和慢性疾病的發(fā)展。

 

幾十年來,已經構成研究人員一個特別挑戰(zhàn)的菌群是Candidate Phylum TM7,據認為它能引起炎性粘膜病,因為它在患有牙周炎(一種牙齦感染)的人們當中非常普遍。

 

現(xiàn)在,加州大學洛杉磯分校(UCLA)牙醫(yī)學院、J. Craig Venter研究所和華盛頓大學牙科學院的科學家們取得的一項里程碑式結果,闡述了TM7在牙周炎等疾病進展中的作用。他們的研究結果揭示了TM7在生物學、生態(tài)學和醫(yī)學中的重要性,并可能帶領我們更好地了解其他難以捉摸的細菌。相關研究結果發(fā)表在1222日的《PNAS》雜志。

 

UCLA口腔生物學教授Wenyuan Shi博士稱:“我認為,這是我30年職業(yè)生涯中一項最令人興奮的發(fā)現(xiàn)。這項研究為我們使每一種不可培養(yǎng)的細菌變的可培養(yǎng),提供了路線圖。”

 

研究人員培育了一種特定類型的TM7,稱為TM7x,存在于人類口腔中的TM7的版本,首次發(fā)現(xiàn)了該細菌和致病因子(稱為溶齒放線菌XH001,可引起黏膜炎癥)之間信號交互的證據。

 

華盛頓大學牙科學院代理副教授Jeff McLean博士稱:“一旦我們培養(yǎng)了TM7x并對其進行測序,我們最終就可以弄清它在人體內是如何生存的。這可能是‘兩種不同細菌之間寄生性長期附著’的第一個例子。”

 

為了證明TM7x需要XH001才能生長和生存,研究小組試圖將隔離的TM7x細胞與其他細菌菌株混合。只有XH001才能與TM7x建立一種物理聯(lián)系,這讓研究人員相信,TM7xXH001可能在它們在口腔的建立過程中就已經共同進化。

 

TM7x更有趣的地方在于,它可能在消化道慢性炎癥、陰道炎和牙周炎中起著一定作用。這項研究中所收集的混合培養(yǎng),有史以來第一次可讓研究人員檢測,TM7x在何種程度上可導致這些疾病。

 

美國國家牙科研究所和顱面研究微生物項目主任R. Dwayne Lunsford博士指出:“不可培養(yǎng)的細菌,為口腔微生物學家提供了一個迷人的‘最后新領域’,是NIDCR研究組合的一項首要重點。這項研究對‘共培養(yǎng)策略和種間信號全面鑒別如何有助于這些難懂生物的恢復’提供了一個近乎完美的案例。雖然免培養(yǎng)的研究可使我們對特定部位的微生物多樣性略有所了解,但是為了真正理解一個隔離種群的生理學和毒性,我們最終必須能夠在實驗室培養(yǎng)和操縱這些細菌。”

 

以前我們知道,XH001可誘導炎癥。但是僅僅通過用XH001感染骨髓細胞,然后與TM7x/XH001共培養(yǎng),研究人員也發(fā)現(xiàn),當TM7xXH001物理附著的時候,炎癥顯著降低。這是提供TM7XH001之間這種關系證據的唯一已知的研究。

 

研究人員計劃進一步研究TM7xXH001之間的獨特關系,以及它們如何共同導致了黏膜疾病。他們的研究結果可能對潛在的治療方法有一定的影響。

 


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