哺乳動物宿主部分程度上是通過釋放破壞細(xì)菌膜的抗菌肽（antimicrobialpeptide）來對抗腸道感染。但直到現(xiàn)在人們都并不清楚，有益微生物是如何在所釋放的這些抗菌肽中生存下來，并在腸道中維持穩(wěn)定種群的。
根據(jù)發(fā)表在1月8日《科學(xué)》（Science）雜志上一篇新研究論文的結(jié)果，共生腸道細(xì)菌中的一個主要類群：擬桿菌門（theBacteroidetes）只借助于一個基因就避免了附帶損害，這個基因編碼的一種酶改變了細(xì)菌細(xì)胞膜中的脂多糖（LPS）。
論文的共同作者、耶魯大學(xué)醫(yī)學(xué)院微生物病原學(xué)系助理教授AndyGoodman說：“一般來說，免疫反應(yīng)的許多方面靶向的是一些微生物特征，而非是只存在于病原體上的某些特定因子。我們不明白人體怎么能在擁有一種看似廣泛性的宿主反應(yīng)的同時，在清除病原體的相同情況下維持共生菌的穩(wěn)定的�！�
加州理工學(xué)院微生物學(xué)家SarkisMazmanian(未參與該研究)說：“這項研究工作完成得非常精妙，鑒別出了特異的遺傳位點，它對LPS做了什么，以及它是如何調(diào)節(jié)長期的穩(wěn)定性和適應(yīng)力的。這將增進(jìn)我們對于腸道微生物與組織關(guān)聯(lián)機(jī)制的理解�！�
以往的研究工作闡明了一些病原體逃避抗菌肽的機(jī)制。但研究人員將抗菌肽抗性看作是一種毒力因子，而非是微生物群的一個特征�！按蠖鄶�(shù)人都沒有料想到共生微生物可以抵抗抗菌肽，”加州大學(xué)戴維斯醫(yī)學(xué)院的CharlesBevins（未參與新研究）說�？茖W(xué)家們認(rèn)為，抗菌肽只是殺死了腸道部分區(qū)域中的共生細(xì)菌使得它們的種群可以恢復(fù)，或是共生菌遠(yuǎn)離釋放抗菌肽的細(xì)胞由此不受影響。
然而近年來，包括Mazmanian在內(nèi)的一些研究人員證實共生菌與腸道的粘膜層密切相關(guān)，在那里它們有可能密切接觸了抗菌肽。為了調(diào)查腸道細(xì)菌留存的機(jī)制，Goodman和同事們將17種共生菌群和4種腸道病原體暴露于各種正電荷抗菌肽下。
研究人員發(fā)現(xiàn)相比于病原體，寄居于腸道的三大主要類群中的共生菌能夠在更高濃度的抗菌肽下生存。
為了了解共生菌群保護(hù)自身的機(jī)制，研究人員隨機(jī)在各種位點突變了5種共生擬桿菌的一些基因，并篩查了喪失抗菌肽抗性的細(xì)菌。盡管每種細(xì)菌都有多個基因幫助抵抗了抗菌肽，只有一個抗性基因為所有5種細(xì)菌所共享。
由于它很像存在于一些抗菌肽抗性病原體的一種磷酸酶編碼基因，研究人員將這一基因命名為了lpxF。磷酸酶LpxF可以除去幫助構(gòu)成細(xì)菌膜的LPS上的一個負(fù)電荷磷酸鹽。這種電荷轉(zhuǎn)變使得使得正電荷抗菌肽較難結(jié)合到細(xì)菌膜上并破壞它。這一在構(gòu)建細(xì)胞膜時必要的磷酸鹽在細(xì)菌成熟時變?yōu)榱硕嘤辔铩?/p>
為了更進(jìn)一步展開研究，研究人員刪除了抗菌肽抗性細(xì)菌中的lpxF，檢測了在腸道感染小鼠體內(nèi)它們的適應(yīng)力。由于多形擬桿菌（Bacteroidesthetaiotaomicron）容易進(jìn)行遺傳操控他們選擇了這一細(xì)菌種類。隨后他們讓各種多形擬桿菌菌群移居到無菌小鼠體內(nèi)，一些細(xì)菌刪除了lpxF，一些細(xì)菌為野生型，還有一些細(xì)菌lpxF被刪除并替換。然后，他們用腸道病原體檸檬酸桿菌感染小鼠誘導(dǎo)釋放抗菌肽。在缺乏腸道病原體的情況下lpxF刪除的細(xì)菌挺好，但在感染小鼠中則被迅速超過�；瘜W(xué)誘導(dǎo)生成抗菌肽顯示出相似的效應(yīng)。研究人員還看到，攜帶功能性lpxF的細(xì)菌勝過了突變體，具有更多樣化的腸道共生細(xì)菌。
最后，研究人員獲取了12人糞便物中的微生物，將這些微生物暴露于抗菌肽下，同樣發(fā)現(xiàn)許多的共生菌群暴露在抗菌肽下可以生存下去，而變形菌門（Proteobacteriaphylum）的一些成員，包括許多的病原體則表現(xiàn)得并不好。
盡管研究人員是在多形擬桿菌中完成的大多數(shù)研究，他們指出迄今為止所有在人體中寄居的測序擬桿菌都具有l(wèi)pxF基因版本。
發(fā)現(xiàn)一個酶如此充分賦予了細(xì)菌對抗菌肽的抗性Goodman感到非常驚訝�！拔覀冊聹y微生物宿主互作如此復(fù)雜，單獨一個因子不能做任何事，但我們看到的卻根本不是這樣�！�
還需要進(jìn)一步的研究來闡明，廣泛的共生細(xì)菌而不只是擬桿菌為何可以抵抗一些宿主防御機(jī)制。并且擬桿菌也有可能采用了多種方法來對抗宿主防御。
Goodman說：“這項研究鑒別出了一個影響宿主微生物一方面互作的酶，但我們并不認(rèn)為這是唯一的例子。希望這項研究能為更好地了解共生微生物利用來與病原體和宿主互作的其他機(jī)制打開一扇大門�！�
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