解剖在单细胞水平的细菌感染

传染性疾病是全球死亡率的主要原因。新的治疗方法和疫苗的发展需要改进的了解病毒致病性真菌或细菌引起的疾病。

沙门氏菌等细菌病原体侵入人体细胞内和复制。科学是逐步将工作重点转向研究感染细胞和宿主细胞个体之间的差异如何影响病原体的细胞反应。

为首的一个研究小组Jorg傅高义维尔茨堡大学的教授在这一领域取得了显著进展。他们已经开发出一种新技术,让他们来调查个人的相互作用与细菌感染宿主细胞。本研究是基于Jorg傅高义的团队之间的密切合作研究所的感染的分子生物学、医学的核心单元系统医学教师和在伦敦帝国理工学院的研究人员。他们的研究结果已经发表在科学杂志“自然微生物学”。

沙门氏菌追求两种策略

团队使用了一种叫做“单细胞RNA-seq”研究巨噬细胞的感染沙门氏菌。巨噬细胞是免疫细胞,属于组白细胞。另一方面是致病菌沙门氏菌可能被摄入受污染的水或食物导致当地肠胃炎和腹泻。然而,在免疫功能低下的患者,沙门氏菌传播在整个身体和可能导致危及生命的疾病。

巨噬细胞的入侵,沙门氏菌追求两种策略:细菌在宿主细胞内大量复制或采用non-growing状态,让他们持续多年来在宿主的身体。“这不同的生长行为的影响疾病进展和中起着重要作用在抗生素治疗的成功”首席研究员Jorg沃格尔说。

分析单一巨噬细胞感染沙门氏菌

到目前为止,很少知道如果和巨噬细胞如何应对这些沙门氏菌细胞内的不同的生活方式。要回答这个问题维尔茨堡科学家在实验室培养的巨噬细胞并感染沙门氏菌。

感染细胞的RNA随后提取和分析使用深度排序,导致超过5000种不同的检测记录/巨噬细胞。这些宿主的基因表达数据结合细胞内病原体的生长行为的信息。

结果:巨噬细胞包含non-growing细菌采用与炎症相关的签名标志。他们表达信号分子来吸引更多的免疫细胞感染的网站。在这方面,他们的反应类似于巨噬细胞,遇到了沙门氏菌,但没有被感染。“这些巨噬细胞不能检测细胞内细菌-他们低于雷达”伊曼纽尔Saliba解释说,这项研究的第一作者。

相比之下,巨噬细胞与快速增长的细菌开发抗炎反应。这些有趣的结果开放很多问题,沙门氏菌引起不同反应吗?他们操纵巨噬细胞,所以他们不发出警报促进细菌逃避免疫反应?有沙门氏菌的情况下无法执行这个技巧吗?在这些情况下,仍然会有免疫反应迫使细菌转向休息增长状态?

许多生物医学领域的兴趣

“目前我们刚刚看了一个单一的时间点后感染,因此不能区分原因和后果”亚历山大·解释说,另一个团队的成员。后续的研究是必需的。然而,目前的研究已经提供了一个新的视角在主机对致病微生物。和使用新技术,研究细菌感染可以以前所未有的决议——即在单细胞水平。

维尔茨堡的方法建立核心单元系统医学应该是感兴趣的对于许多进一步的生物医学工程。“等异质性在肿瘤细胞或药物对单个细胞的影响可能在未知的准确性”分析Vogel教授说。

来源:

故事从Julius-Maximilians-Universitat维尔茨堡。罗伯特·艾默里奇写的原创作品。请注意:上面的内容可能是编辑,以确保其符合技术网络的风格和长度的指导方针。188金宝搏备用

参考:

Saliba A.-E。李,L。、科·a·J。阿彭策尔,S。Stapels, d . a . C。舒尔特,l . N。…Vogel, j . (2016)。单细胞RNA-seq巨噬细胞极化沙门氏菌细胞内的增长率的关系。自然微生物学,16206。doi:10.1038 / nmicrobiol.2016.206