在食用了可疑的海鲜或几口受污染的水后，有害细菌可以让你的消化系统加速运转。你的肠道会痉挛和收缩，迅速排出所有内容物——包括粪便和细菌。
俄勒冈大学的一项新研究显示，霍乱弧菌（Vibrio cholerae）如何通过激活免疫系统触发这些痛苦的收缩。该研究还找到了一个更普遍的解释，说明肠道如何清除不受欢迎的入侵者，这可能有助于科学家更好地理解如炎症性肠病等慢性疾病。
“这不是霍乱弧菌特有的恶意行为，”俄勒冈大学微生物学家凯伦·吉勒敏（Karen Guillemin）说，她与生物物理学家拉古·帕塔萨拉蒂（Raghu Parthasarathy）合作完成了这项研究。“肠道是一个系统，其默认反应是，当有损伤时，就冲洗干净。”
这项研究由吉勒敏和帕塔萨拉蒂实验室的博士生朱莉娅·吴（Julia Ngo）领导，并于11月22日发表在《mBio》杂志上。
霍乱弧菌最著名的是引起霍乱，这种严重疾病每年感染数百万人，通常通过受污染的水传播。相关霍乱弧菌物种经常与贝类食物中毒有关。
帕塔萨拉蒂的实验室过去的研究表明，霍乱弧菌细菌会增强斑马鱼肠道收缩的强度。这些透明的幼鱼是研究肠道微生物动力学的强大工具，因为科学家可以实时观察正在发生的情况。
研究团队将这种效应归因于霍乱弧菌表面的一种剑状附肢，这种附肢通常用作对抗其他微生物的武器。解除细菌的武装可以平息肠道收缩——但他们不确定具体原因。
新的研究表明，关键在于一种称为巨噬细胞的免疫细胞。
通常情况下，巨噬细胞会抑制肠道神经元的活动，使它们保持平静，从而让内容物以正常速度通过肠道。但当细菌引起的组织损伤时，巨噬细胞会离开岗位，聚集到灾难现场，导致神经元失去控制。没有巨噬细胞的抑制，神经元会过度活跃，引发强烈的收缩。
“所有这些细胞都非常动态，巨噬细胞在鱼体内快速移动，神经元和肌肉脉动着活动，”帕塔萨拉蒂指出。“如果没有在活体动物中观察这些现象，追踪细胞和测量肠道收缩，我们不会弄清楚这一切。”
这些增强的肠道收缩对宿主（无论是斑马鱼还是人类）都是有益的。
“如果巨噬细胞需要去处理伤口，那么神经元变得疯狂并把所有东西推出肠道是有道理的，”吉勒敏说。“如果肠道中有造成伤害的东西，你希望把它排出去。”
对肠道的冲洗可能对细菌也有利，使它们能够迅速进入新的宿主体内。但吉勒敏警告不要赋予微生物过多的主动性。霍乱弧菌对抗其他细菌的武器也触发了强烈的肠道反应，这可能不是一种精妙的适应，而是一种巧合。
这项研究还突显了免疫系统和神经系统之间的相互作用在肠道健康中可能发挥的未被充分认识的作用。解析微生物如何影响这种相互作用可能会给科学家带来对一系列令人困惑的疾病的新的见解。
更多信息：Julia S. Ngo 等，《霍乱弧菌VI型分泌系统诱导肠道巨噬细胞重新分布和增强肠道运动》，《mBio》（2024）。DOI: 10.1128/mbio.02419-24
期刊信息：mBio
提供：俄勒冈大学
引用：研究揭示有害细菌如何引发肠道剧烈收缩（2024年12月18日），2024年12月19日从 获取
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