加州大学戴维斯分校（UC Davis）的一项新研究揭示了沙门氏菌（一种主要的食物中毒原因）如何在保护性细菌存在的情况下侵入肠道。该研究发表在《美国国家科学院院刊》上，解释了这种病原体如何欺骗肠道环境以逃逸人体的自然防御机制。
消化系统是数万亿细菌的家园，其中许多细菌会产生短链脂肪酸（SCFAs），这些物质有助于对抗有害病原体。然而，沙门氏菌仍然能够在这些保护性化合物存在的情况下生长和传播。这项研究提出了一个问题：沙门氏菌是如何绕过这一防御机制的？
研究的主要作者安德烈亚斯·鲍姆勒（Andreas Bäumler）表示：“我们知道沙门氏菌会侵入小肠，尽管这不是其主要的复制场所。结肠才是。” 鲍姆勒是加州大学戴维斯分校医学微生物学和免疫学系的杰出教授兼研究副主任。
鲍姆勒和他的团队发现，答案在于病原体如何改变肠道的营养平衡。当沙门氏菌进入小肠时，它会引起肠道黏膜的炎症，并扰乱食物中氨基酸的正常吸收。这导致了肠道内营养物质的不平衡。
这种不平衡为沙门氏菌提供了生存和繁殖所需的资源，使其能够在大肠（结肠）中生长，而通常有益细菌会抑制其生长。研究表明，沙门氏菌通过在小肠中引起炎症来获取促进其在结肠中复制的营养物质。
沙门氏菌感染小肠并改变结肠环境
研究人员使用小鼠模型，仔细研究了沙门氏菌如何改变肠道的化学组成。他们追踪了小肠和大肠中的氨基酸吸收情况。结果发现，感染沙门氏菌的小鼠血液中氨基酸的吸收减少。事实上，两种氨基酸——赖氨酸和鸟氨酸——在感染后在肠道中变得更加丰富。这些氨基酸帮助沙门氏菌生存，防止SCFAs对其生长的抑制作用。它们通过恢复沙门氏菌的酸碱平衡（pH），使病原体能够绕过微生物群的防御机制。
“我们的研究结果表明，沙门氏菌有一种巧妙的方法来改变肠道的营养环境，使其对自己有利。通过使身体更难以在回肠中吸收氨基酸，沙门氏菌在大肠中创造了一个更加有利的环境。”鲍姆勒说。
在这项研究中，研究团队展示了沙门氏菌如何利用其自身的毒力因子（致病分子）激活分解关键氨基酸（如赖氨酸）的酶。这有助于病原体避免SCFAs的保护作用，并更容易在肠道中生长。
“我们的研究结果表明，沙门氏菌有一种巧妙的方法来改变肠道的营养环境，使其对自己有利。” 区分教授安德烈亚斯·鲍姆勒说。
新的见解可能解释了炎症性肠病（如克罗恩病和溃疡性结肠炎）期间肠道环境的变化，并可能导致更好的肠道感染治疗方法。通过了解沙门氏菌如何改变肠道环境，研究人员希望开发出新的方法来保护肠道微生物群并预防这些感染。
“这项研究采用了一种更为整体的方法来研究肠道健康。它不仅让我们更好地了解沙门氏菌的工作原理，还强调了维持健康肠道微生物群的重要性。”该研究的第一作者、鲍姆勒实验室的博士后研究员劳伦·拉德林斯基（Lauren Radlinski）说，“我们的研究结果可能会导致新的治疗方法，帮助在感染期间支持微生物群。”
这项研究的结果可能会激发未来的治疗方法，包括设计用于增强身体自然防御机制的益生菌或饮食计划。“通过了解病原体如何操纵宿主系统，我们可以找到增强宿主自然防御的方法。”拉德林斯基说。
该研究的合著者还包括加州大学戴维斯分校的安德鲁·罗杰斯（Andrew Rogers）、拉利塔·贝克特（Lalita Bechtold）、雨果·马松（Hugo Masson）、亨利·阮（Henry Nguyen）、阿娜伊斯·B·拉拉比（Anaïs B. Larabi）、康纳·蒂芙尼（Connor Tiffany）、泰纳拉·帕伦特·德卡瓦略（Thaynara Parente de Carvalho）和雷内·托利索（Renée Tsolis）。
这项工作得到了肯尼斯·雷宁基金会（Kenneth Rainin Foundation）资助（20230029）和美国国立卫生研究院（National Institutes of Health）拨款（AI169649, AI044170, AI096528, AI112445, AI112949 和 DK138912）的支持。
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