新研究:植物基饮食能够让老鼠远离病原菌的感染
时间:2020-01-19
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近日,发表在《自然微生物学》杂志上的一项研究显示,食用富含植物食物的老鼠不易受到大肠杆菌等病原体的胃肠道(GI)感染。据悉,该项研究是由美国德州大学西南医学中心微生物学和生物化学教授Vanessa Sperandio开展。

 

植物饮食富含果胶,果胶是一种类似凝胶的物质,存在许多水果和蔬菜中。果胶能够被肠道菌群消化为半乳糖醛酸,而研究发现半乳糖醛酸能抑制大肠杆菌的毒力。这与公共卫生有关,因为肠出血性大肠杆菌(EHEC)的暴发会导致出血性结肠炎,使人衰弱,有时会导致死亡,特别是在幼儿和老年人群中。


肠出血性大肠杆菌等肠道病原体能感知胃肠道内的复杂化学物质,与肠道内的原有微生物群产生竞争,以建立立足点。几个世纪以来,这些病原体已经发展出了不同的策略来与肠道内所谓的有益菌或共生菌竞争。

 

这些共生体包括生活在人类和其他哺乳动物结肠中的无害的大肠杆菌,它们帮助宿主实现正常的消化过程。“共生”这个词的意思就是分享同样的食物。肠道内的共生菌对肠道病原体构成了一道重要的屏障,肠出血性大肠杆菌和类似的革兰氏阴性细菌通过一种叫做T3SS的分泌系统来克服这一障碍。

 

T3SSs的作用类似于分子注射器,将一种混合的毒性蛋白注入宿主结肠的细胞内,引发炎症和感染症状。由于小鼠不受肠出血性大肠杆菌的影响,研究人员在小鼠研究中使用了一种类似的病原体——鼠柠檬酸杆菌。

 

该研究首次发现,有益的大肠杆菌和致病性大肠杆菌(如出血性大肠杆菌)使用不同的糖作为营养,这两种大肠杆菌可能是为了避免争夺相同的能源而进化的。其次,研究人员还发现,饮食中的果胶可以防止致病性肠出血性大肠杆菌增强毒性的途径。

 

另一种共生肠道细菌会分解水果和蔬菜中的果胶,产生半乳糖醛酸,这种糖酸被肠出血性大肠杆菌和啮齿类大肠杆菌以两种方式利用。最初,病原体利用糖酸作为能量来源在肠道内扩张。一旦糖酸耗尽,病原体就会改变生存策略,就像扳动开关一样。感染性细菌不使用半乳糖醛酸作为营养,而是利用它作为一种信号通路,利用类似于注射器的T3SS增加肠出血性大肠杆菌和类似细菌的毒性。

 

在这项研究中,喂食果胶约一周的老鼠抵抗了感染。研究人员将6只喂食含有5%额外果胶鼠粮的老鼠的结肠与4只喂食普通食物的老鼠的结肠进行了比较,发现食用果胶的老鼠的感染率要低得多

 

小鼠肠道内的细菌数量是通过每天的粪便检查和实验结束时对小肠和大肠交界处的一个叫做盲肠的囊内细菌数量的分析来测量的。研究人员发现,食用富含果胶的食物的老鼠盲肠中大约有10000个细菌,而食用普通食物的老鼠盲肠中有100万个细菌。果胶组也有较少的症状,5%的果胶水平似乎可以防止病原体激活其毒力组合。

这项研究是定义控制肠道内共生物种如何影响肠道病原体毒性的分子机制的第一步。目前,该研究结果还不适用于人类。研究人员希望通过新的疫苗或药物,更好了解肠道疾病是如何发展的,从而制定策略来减少这些革兰氏阴性病原体的发病率,或减少由这些革兰氏阴性病原体引起的症状。

 

文章来源:Nutraceuticals News

编译:Tony



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