微生物影响组织修复再生

他们发现,一个戏剧性的转变在涡虫的微生物群落夺走了其优越的再生能力的淡水扁形虫。这种转变已经观察到在人类炎性疾病,尽管先前试图模仿它在果蝇和斑马鱼等低等生物并不成功。

这项研究提供了一个有价值的发现模型的基本分子机制调节免疫的相互作用和再生,且可能对新疗法对抗严重的人类疾病如慢性一小块没有治愈伤口。

“这是第一个动物模型病理变化联系内生细菌的抑制再生,”桑切兹·阿尔瓦拉多亚历杭德罗说,博士,一名调查员(Stowers研究所和霍华德•休斯医学研究所,和该研究的资深作者。“我们知道,一些种类的细菌对我们的健康至关重要,而其他种类的细菌能使我们很难从疾病中恢复过来。现在我们可以研究性质的改变微生物和免疫系统的方式响应这些变化,影响自然再生过程的执行。”

在很长一段时间里,研究人员认为,免疫反应主要构成障碍有效的组织再生和修复。然而,最近的研究在各种不同的生物已经表明,它可以发挥核心作用在促进这个过程。然而,分子机制推动这些截然相反的结果仍不明朗。

桑切兹·阿尔瓦拉多突然困境实验室提供了一个机会来解剖复杂的免疫系统的二元性。感染了实验室涡虫的人口的一部分。受感染的动物发达损伤眼睛周围,这些病变变得越来越大,直到他们的整个头退化。通常,蠕虫可以再生一个新的头,但感染某种挫败他们的再生能力。

桑切斯阿尔瓦拉多的团队和(Stowers水上运动设施开发能够循环的修改箱系统和消毒的文化媒体,这样他们可以后健康的蠕虫,但他们发现,当他们把蠕虫的系统,他们很快就生病了。尽管大多数实验室成员认为这种发展与沮丧,克里斯·阿诺德博士,一个新的博士后研究助理,采取了不同的视角。

“我认为这是完美的诱导模型系统。这是柠檬榨柠檬汁,”阿诺德说。“我们可以把蠕虫,是健康的,删除它们从油箱系统所需时,并将其在其他条件就会生病。令人惊讶的是,我们发现当我们撤回坦克系统的蠕虫和他们开发的问题,我们可以成功地治疗与抗生素的组织变性。表明细菌可能参与进来。”

阿诺德决定确定什么样的细菌和虫子生活在一起。他进行了细菌普查,发现蠕虫的微生物是惊人的类似于人类。蠕虫是健康的,他们拟杆菌的大量人口,——一群有帮助,支持,共生菌和较小的变形菌门的人口——一个包含许多危险的人类病原体。但当蠕虫病变的发展,他们经历了一个巨大的变形菌门激增,一些已被证明导致胃溃疡和胃癌。

研究者怀疑这不是细菌本身,而是免疫系统的反应的细菌影响蠕虫的再生能力。为了测试这个假说,阿诺德使用先进的分子称为RNA干扰技术沉默免疫系统的核心组件。然后,他一看,每一个影响蠕虫的能力如何修复损伤和再生他们的头在感染。

研究人员发现,当他们阻止了一个叫做TAK1激酶的基因,蠕虫能够恢复从损失发生感染。他们看着其他基因与TAK1激酶活化剂和TAK1通路的抑制剂,发现他们中的大多数也影响再生,但只有当蠕虫感染。

“我们的发现表明,有一些特别的再生在感染的不同于正常的再生。有基因,提示变性在一个案例中,在另一个和再生。是颠倒的,完全不同于我们所期望的。我们认为这个途径可能采取行动摆脱感染细胞,清除出来所以感染不能扩散到健康的组织。只有当我们阻止途径,我们可以允许再生甚至发生感染的存在,”桑切兹·阿尔瓦拉多说。

桑切斯阿尔瓦拉多说,在将来,它有可能开发小分子抑制免疫途径以提高本组织修复和再生不仅在涡虫等简单的生物,而且在更高的生物和人类一样。然而,首先他们需要了解更多关于催化剂和抑制剂的通路,它们之间是如何相互作用的。

“我们的医疗系统正在努力处理条件受损的伤口愈合。我们知道,细菌是障碍治疗的病人,和抗生素并不总是有效的,尤其是耐药性细菌的崛起。通过了解基因和通路参与免疫反应,我们也许能够解释信号,确定生物体决定无法修复或再生。也许我们可以开发更有效的治疗方法,”阿诺德说。

躺的总结发现

人类微生物组的平衡的变化——我们的身体为家的微生物群落构成持续的炎症性疾病,是一小块没有治愈慢性伤口和疤痕形成。bet188真人在eLife》杂志上发表的一篇文章(Stowers研究所科学家探索微生物之间的相互作用,宿主免疫力,组织修复,在涡虫再生,淡水扁形虫。博士后研究助理克里斯•阿诺德博士,他的顾问桑切兹·阿尔瓦拉多亚历杭德罗博士及其同事发现,境况不佳的扁虫经验致病性变形菌门的急剧扩张,密切反映变化与人类疾病有关。这种细菌感染刺激扁虫的免疫反应,阻碍其再生能力。这项研究提供了一个宝贵的动物模型为理解host-microbiome交互和设计疗法可提高治疗人类。