沙门氏菌觉醒“信号窃听”!巧妙利用肠道炎症与常驻菌协同定植

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来源:魏祖晨
2026-08-31 10:07:56
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核心提示:非伤寒沙门氏菌能够利用自身引发的宿主炎症,改变常驻菌的代谢输出,并将其作为负反馈信号来精密调控自身的毒力程序,从而在宿主肠道中实现最佳的演化适应性与定植效率。

三方互作(Host-Pathogen-Microbiota)负反馈环路

研究团队通过 in vitro in vivo 实验,精细阐明了这一信号轴的分子路径:

炎症启动与应激诱导

沙门氏菌入侵初期,依赖其 T3SS-1 T3SS-2 系统刺激宿主巨噬细胞等免疫细胞,激活 NLRC4/NAIP 炎症小体并诱发 NOX2/iNOS 表达,在肠道内产生强烈活性氧/活性氮(ROS/RNS)应激。

常驻菌应激与分子代谢

肠道常驻菌群中的嗜麦芽窄食单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)在响应宿主氧化应激时,其 rpf 群体感应系统/代谢发生改变,大幅增加扩散性信号因子 cis-2-十二碳烯酸(c2-HDA 的合成与分泌。

病原体感知与策略切换Virulence Switch):

合成毒力因子(如侵袭相关蛋白)是高耗能过程。沙门氏菌通过感知 S. maltophilia 分泌的 c2-HDA,主动下调自身侵袭基因表达(Repress virulence),从“高耗能攻击模式”切换为“低耗能增殖模式(Proliferation)”,极其聪明地减轻了自身的能量负担,从而在小鼠肠道中实现了定植的最大化并减轻了宿主组织损伤。

颠覆定植抵抗炎症防御双重范式

重塑对常驻菌作用的认知:常驻菌并非单纯的“防御屏障”。在特定病理环境下,某些共生菌(如 S. maltophilia)可能被病原体“反向共谋(Co-opted)”,其应激代谢物反而成为病原体优化适应度的导航信号。

拓展了炎症的生物学功能:肠道炎症不再仅是宿主清退病原体的手段,也不仅是病原体获取电子受体(如四硫代硫酸盐、硝酸盐)的代谢底物,更被病原体作为调控跨界信号交互(Inter-kingdom Signaling)的“中继站”。

从机制发现到临床应用

新型抗感染与靶向阻断药物开发

传统的抗生素极易诱导耐药性并破坏肠道微生态。基于该机制,开发 c2-HDA 信号中和剂、受体竞争性拮抗剂或 S. maltophilia 响应性抑制剂,可精准阻断沙门氏菌的毒力切换,使其处于持续高耗能或易被免疫清退的状态,提供“非杀菌性(Non-bactericidal)”抗感染新策略。

活体生物药(LBP)与菌群调控

针对 S. maltophilia 在肠道内的丰度及其代谢活性,可以通过工程菌(Engineered Probiotics)或精准营养干预,调控肠道内 c2-HDA 的浓度阈值,打破病原体借助常驻菌建立的保护性生态位。

感染转归的生物标志物(Biomarker

c2-HDA 及其下游代谢通路分子在粪便或肠道滤液中的动态浓度,有望成为评估肠道沙门氏菌感染定植深度、毒力状态及预后的潜在生物标志物。

 

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