Cell子刊 | Staphylococcus epidermidis 通过刺激抗菌肽的产生有助于鼻腔微生物组的健康成熟

推荐:江舜尧

编译:小鹿同学

编辑:小菌菌

美国国立卫生研究院过敏和传染病研究所Michael Otto和上海交通大学医学院李敏等人于2019年12月19日在微生物学顶级期刊Cell Host & Microbe发表题目为《Staphylococcus epidermidis Contributes toHealthy Maturation of the Nasal Microbiome by Stimulating Antimicrobial Peptide Production》的文章,该研究使用16S rRNA测序和基于培养分析调查了三个年龄组志愿者的鼻腔微生物群,发现从童年到成年期鼻腔微生物组发生了显著变化,Staphylococcus epidermidis能够减少其它病原体,而老年期则出现了部分逆转,同时研究者并对其进行了机制解释。

文章摘要

人类微生物的组成深刻影响着人类的健康生活。然而,微生物组的成熟机制尚不清楚。作为许多呼吸道感染来源的鼻腔微生物组就变得特别重要。在本文中,研究者对来自不同年龄段的人类鼻腔微生物群进行了大型测序和基于培养的分析。研究者观察到成年前病原菌出现大量减少,而共生的Staphylococcusepidermidis增多。而这种变化在老年人鼻腔中出现部分逆转。在体外实验中,许多S.epidermidis分离菌株刺激鼻子上皮细胞产生抗菌肽,从而杀死竞争性病原体,而S.epidermidis本身由于其拥有形成生物膜的出色能力而被证明具有高抗性。此外,具有高抗菌肽诱导能力和生物膜形成能力的S.epidermidis在人体内鼻腔定殖期间要胜过其它病原菌。本研究确定了S. epidermidis在鼻腔微生物组健康成熟过程中的关键作用,其至少部分是通过与先天宿主防御的共生合作来实现的。

本文重点

1.     人体内鼻部微生物组成熟过程中Staphylococcusepidermidis增多;

2.     S.epidermidis刺激抗菌肽的产生,从而减少病原体的数目;

3.     S.epidermidis生物膜的形成可以保护其不受上皮细胞产生抗菌肽的影响。

4. 宿主共生体的共生机制促进健康的鼻部微生物组的成熟。

文中重点图片说明:

图解摘要 | 刘等人的研究展示了宿主和共生体Staphylococcusepidermidis之间的共生有助于

人类青春期鼻腔微生物组的改变,并减少了机会致病菌。S.epidermidis诱导鼻子上皮细胞中抗菌肽的产生,从而杀死竞争性病原体,其自身因生物膜的形成而对这些抗菌肽具有抗性。

图1 | 随年龄变化人类鼻腔微生物组的发展。

图2 | 鼻腔微生物组中Staphylococcus的丰度与其它菌属的丰度相关。

图3 | 鼻腔微生物组中S.epidermidis的丰度基于培养分析及其与病原菌的存在呈负相关。

图4 | S.epidermidis鼻腔分离菌株在年龄组内的进化关系及年龄组之间的差异。

图5 | 在鼻腔上皮细胞中S. epidermidis-介导的病原体排斥共生机制——体外试验。

图6 | 在鼻腔上皮细胞中S. epidermidis-介导的病原体排斥共生机制——体内试验。




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