肺炎克雷伯菌是一种常见的医院获得性病原体，常引起呼吸道感染和其他严重疾病。本研究探讨了这种细菌如何在肠道内定植，并揭示了其六型分泌系统（T6SS）在这一过程中的关键作用。研究结果发表于《自然通讯》杂志上。
微生物必须竞争空间和营养物质，才能在胃肠道（GI）中持续存在，而我们对病原体与微生物群之间复杂相互作用的理解仍然有限。肺炎克雷伯菌作为一种常在医院环境中出现的耐药性病原体，可以无症状地定植于GI道，成为感染的潜在来源。为了深入了解肺炎克雷伯菌如何与宿主肠道微生物群相互作用，研究人员使用了一个保留有完整微生物群的小鼠模型进行转座子诱变筛选。在鉴定出的基因中，包括编码六型分泌系统的基因（T6SS），该系统负责接触依赖性杀死革兰氏阴性细菌。通过多种方法，研究证明T6SS对于肺炎克雷伯菌在肠道内的定植至关重要。宏基因组学和体外杀伤实验表明，肺炎克雷伯菌以T6SS依赖的方式减少贝塔变形菌的数量，从而确定了特定被靶向的物种。进一步研究表明，T6SS基因表达受多个转录调节因子控制，并且仅在模拟肠道环境的条件下发生。T6SS使肺炎克雷伯菌能够在肠道中茁壮成长，间接增加了其致病潜力。这些观察结果推进了我们对肺炎克雷伯菌如何成功定植GI道的分子理解。
研究还发现，T6SS在肺炎克雷伯菌的肠道定植中起着决定性作用。研究人员通过对小鼠进行高通量转座子诱变筛选，鉴定了470个有助于肺炎克雷伯菌在肠道内定植的基因。其中一些基因编码替代营养利用或细菌表面修饰因子，表明这些途径对于肺炎克雷伯菌克服宿主和微生物群介导的定植抵抗力至关重要。特别值得注意的是T6SS，它在肺炎克雷伯菌肠道定植中发挥重要作用。此外，研究人员还发现，T6SS的表达受到肠道特异性生长条件的调控，如精氨酸、铁和氧水平的变化。
为了验证T6SS在肺炎克雷伯菌肠道定植中的重要性，研究人员构建了ΔclpV突变株，并测试了其在小鼠模型中的定植能力。结果显示，ΔclpV突变株在肠道内的定植能力显著降低，而在抗生素处理后，突变株与野生型菌株的定植差异消失，这表明T6SS主要在对抗复杂的肠道微生物群时发挥作用。进一步的研究表明，T6SS通过减少贝塔变形菌的数量来促进肺炎克雷伯菌的定植，而这些变化在抗生素处理后的肠道中并未观察到。
此外，研究还发现，T6SS的表达受三个转录调节因子ArgR、FNR和Fur的调控。这些因子分别响应精氨酸代谢、厌氧生长和铁稳态等肠道特异性条件。通过荧光报告基因实验和体外杀伤实验，研究人员证实了这些调节因子对T6SS表达和功能的影响。同时，宏基因组分析揭示了肺炎克雷伯菌在引入肠道后引起的微生物群变化，尽管整体微生物群组成没有显著改变，但在菌株水平上存在特定变化。特别是，某些贝塔变形菌的数量显著减少，这可能是因为它们成为了T6SS的靶标。
综上所述，本研究揭示了肺炎克雷伯菌通过T6SS在肠道中定植的具体机制，并为开发新的抗感染策略提供了理论基础。
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