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肠道上皮是第一接触点在肠道和原核生物起着关键作用的微生物物种的识别和协调的宿主反应。研究分子相声致病菌和肠上皮细胞之间占据中心舞台多年,肠胃科积极切割的主要信号级联,基因和蛋白质产品,巩固肠道发病机制,目的是识别潜在的治疗靶点。然而在最近几年已经有承认的重要性((共生体)菌群在肠道健康。这些生物密切参与推动开发和维护肠道的消化系统和免疫功能,1,2但在诱发条件下也能引发炎症性肠病。3Hooper研究等是第一个利用先进的分子阵列技术和激光捕获显微解剖调查共生的细菌在肠道基因表达的影响。这些技术的应用提供了有价值的洞察全球基因和特定的细胞事件的响应由正常的肠道菌群。
无菌小鼠作为模型来研究monoassociation的效果叫多形拟杆菌,一个占主导地位的厌氧细菌中发现成年小鼠和人类的肠道。10天的殖民统治后,信使rna从回肠组织被隔离治疗和治疗动物和微阵列研究。这项研究报告的技术包括高密度阵列25 mer寡核苷酸(探针),旨在∼25 000小鼠基因序列。这种技术的一个特征是,多个探针(一套探头)是为了每个序列,它提供了一种机制对强有力的数据分析和基因表达水平的准确量化。作者确定了118年调查显示我叫多诱导基因差异>双重的,95被调节和23个表达下调。像一些DNA序列是由多个探针集,实际上研究确定了71种已知基因和34 uncharacterised基因和表达序列标签。确认这些诱导差异随后进行12基因使用定量实时聚合酶链反应。整体来自这两种方法的结果非常一致。这些基因被我叫多被细胞功能分组,突出了不同的肠道系统可能受这种生物的影响。
Monoassociation无菌的肠我叫多没有引起明显的炎症和免疫刺激。对一些细菌来说,这似乎是常态,但等其他分段丝状细菌,殖民的无菌肠提供强有力的刺激免疫系统。4微分反应肠道细菌产生的原因不明,但可能与上皮细胞的相互影响。兼容研究结果报道在这项研究中,我们的数据表明,Caco-2细胞的接触我叫多导致炎性细胞因子基因转录(图可以忽略不计1)。然而,在一个病原体的挑战的背景下我叫多抑制促炎细胞因子表达式(无花果1核转录因子)的机制干扰κB激活。类似的数据描述共生的细菌的抗炎能力最近已经出版。5Hooper的研究等,这些额外的生物活性并不是无菌模型识别。值得注意的是,尽管作者报道没有影响免疫反应的基因,基因编码的急性期蛋白的表达增加,血清淀粉样蛋白,观察C反应蛋白的同系物。这些变化的意义目前未知但这些基因编码的蛋白质似乎多功能,可调节先天主机阻力以及施加特定的抗炎作用。6,7积极利用宿主的可能性机制共生的细菌抑制肠道内的炎症反应可能是重要的粘膜宽容自然殖民统治后的发展。7,8这些细菌也可能潜在益生菌治疗炎症性肠病。9
实时聚合酶链反应(PCR) (A) (B)和北部污点分析白介素8(引发)mRNA表达支流Caco-2细胞暴露在致病性和共生的细菌。1、如果控制;2、挑战与肠炎沙门氏菌;3、年代与叫多形拟杆菌肠炎;和4 B叫孤独。信使rna水平正常化使用甘油醛3磷酸脱氢酶(G-3-PDH)。
建立了教条,共生的菌群与增强抗病原体和肠道屏障功能。识别的基因参与Hooper肠道屏障的防御工事等因此可能非常重要。最明显的转录的变化之一是增强表达的小富脯氨酸重复蛋白2 (sprr-2a) mRNA,绒毛上皮局部。这个基因代表唯一的异常在这项研究中,通过定量聚合酶链反应来调节(205倍)我叫多而微阵列上的两套sprr-2a探针识别upregulation 102和10.6,分别。显然,对于探测器组调节到10.6折,虽然是重要的,可能是低估了sprr-2a的实际响应。这是为什么定量方法,例如实时聚合酶链反应,应进行验证表达式使用微阵列分析研究。最近的一份报告中描述的互补脱氧核糖核酸微阵列分析肠切除术后肠道适应也增加sprr-2 mRNA表达在遗迹回肠和表皮生长因子治疗的反应。10这个基因似乎是重要的鳞状上皮细胞蛋白质交叉连接。11这个基因的精确作用在肠上皮细胞是目前未知的但它的激活可能会加强肠道的屏障功能。此外,它的激活,以应对不同的治疗建议一般在适应和修复作用。报告的sprr-2激活和基因调节粘蛋白和三叶草分泌是一致的防御机制,减少整个肠道细菌易位从而减少免疫激活肠道组织的水平。
殖民与我叫多几个基因的表达改变与养分利用率,对colipase有明显影响,肝脏脂肪酸结合蛋白,和小说禁食诱导脂肪因子(过氧物酶体扩散者激活受体α目标与长期压抑的脂肪喂养)。作者推测,这些基因的变化可能会提高养分利用率和解释传统的低能量要求动物与无菌同行相比。然而,两组的老鼠通常利用相似的代谢能大量的活跃和随意。12有关这些发现可能是基因的激活报道与肠道蠕动。增加肠道交通到达回肠和营养负荷拟杆菌治疗小鼠可能促进饮食适应性作为次要的事件。显然,微阵列基因的分析反应不能建立因果关系,这需要详细的生理实验和分析解决中小学事件。
本研究提出了几个有趣的问题关于肠道功能相关的基因反应和重要的是,行动的模式B叫。关于主机,使用微阵列提供了一幅全球基因变化和已经确定的候选人可能重要的与免疫和肠道的生理反应。然而,方法不明确的基因表达的变化可能不能反映蛋白质或蛋白质功能的变化。跟踪实验,围绕特定的基因,利用蛋白质组学,主要负突变体,或淘汰赛是下一个激动人心的阶段。细菌基因与宿主生理的变化也是非常重要的。极有可能是细菌不同激活宿主信号机制,生成特定基因的读数。这显然是支持Hooper的研究等作为同基因的突变我叫多缺乏fucosylate回肠黏膜的能力,像野生型,能刺激其他肠道基因的表达。转座子介导诱变的使用代表了一个强大的追求意味着细菌基因和宿主生理变化之间的联系。适时的可用性我叫多基因组序列将允许互补脱氧核糖核酸微阵列实验旨在识别细菌基因激活或抑制接触后肠道细胞。微生物基因组学,很可能应用我叫多,将识别细菌产品,包括新的toll样受体配体和其他宿主受体系统,并可能证实III型分泌器的存在或同等结构共生的细菌。
引用
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文摘
人类含有复杂社会的土著微生物,然而鲜为人知常驻细菌如何塑造我们的生理机能。我们殖民无菌鼠叫多形拟杆菌,一个杰出的组件正常的老鼠和人类肠道微生物区系。全球肠道转录反应殖民与DNA微数组技术,观察和选择反应的细胞起源是由laser-capture显微解剖。研究结果表明,这种共生的细菌调节相关基因的表达在几个重要的肠道功能,包括营养吸收,粘膜屏障防御工事,异型生物质新陈代谢,血管生成,产后肠成熟。这些发现提供了视角的本质居民微生物和宿主之间的相互作用。