口腔细菌之间的交叉呼吸导致更严重的感染

研究人员确定，通常在人的口腔和脓肿中发现的两种细菌可以协同作用，使致病性细菌集热放线杆菌更加具有感染力。合作的关键是无害的合作伙伴为病原体提供了富氧的环境，有助于其生长。该发现于本周发表在美国微生物学会的在线开放获取期刊mBio上，可能会导致更好的方法来对抗在复杂细菌群落中发挥作用的大多数细菌感染。

“从历史上看，我们倾向于认为感染是由单一生物体引起的，但许多疾病是由多种物种引起的，”德克萨斯大学奥斯汀分校分子生物科学专业的研究生，研究的主要作者阿波罗·斯蒂西解释说。“我们想问，在感染过程中，这些多种物种对彼此有什么影响?”

Stacy和他的同事与Marvin Whiteley教授合作，使用了两种口腔细菌的实验室模型，放线菌A.放线杆菌和戈登链球菌(Strepococcus gordonii)(Strep)，它们共同生活在人的口腔中，并且还存在于肺和脑的脓肿中。Aa是牙周疾病的主要元凶之一，也可能传播并感染心脏瓣膜。然而，链球菌被认为是共生的，通常不会对其人类宿主造成任何问题。怀特利小组的先前工作表明，仅这两种细菌不会引起严重的疾病，但它们共同具有高度传染性。

“在这项研究中，我们问到在没有共生链球菌的情况下，Aa生存所需的全部基因是什么?” 史黛西说。

为此，Stacy首先制造了Aa突变株，其中基因组中的每个基因都被称为转座子(Tn)的DNA片段破坏了。接下来，他将Aa突变体单独或与Strep一起置于小鼠大腿上的脓肿中。然后，他使用一种称为Tn-Seq的技术，对单独或与其Strep伴侣进行Aa生存所需的基因进行了分类。

第一个清单显示了Aa需要独自生存的过程或功能。将其与第二个列表进行比较，可以告诉Stacy Strep的存在可以弥补其中哪些过程。他发现，当存在链球菌时，它会将Aa从无氧代谢转变为更富氧的代谢。

斯特西说：“链球菌正在增加感染中氧气的供应。” “这很重要，因为Aa可以利用氧气产生更多的能量并变得更好。”

怀特利实验室的其他研究人员已经表明，链球菌产生的废品是L-乳酸，事实证明它是Aa最喜欢的食物之一。此外，Aa必须能够使用由Strep生产的L-乳酸盐(一种称为交叉喂食的过程)对这两个物种造成严重感染。但是，除非周围有足够的氧气用于有氧呼吸，否则Aa无法有效地使用L-乳酸作为食物来源。Stacy的发现提供了关键的联系。

怀特利指出：“这些错误促成了这些相互作用，这真是令人惊讶。” “链球菌不仅要喂AA，还要给它提供需要的东西，刀叉也可以吃。” 通过将氧气提供给Aa(团队称为交叉呼吸)的过程，链球菌可使病原体生长到更高的水平，从而导致更严重的感染。

奥斯汀的约翰·拉蒙·拉蒙塔涅传染病中心主任怀特利说：“现在，我们开始了解到，许多现代感染是由生物群落引起的。” “这两种细菌已经进化在一起生活在一起，因此它们为我们提供了一种探索这些高度复杂关系的方法。”

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