據(jù)Mosby CA 2022年1月4日[J Extracell Vesicles,2022,11(1):e12172-e12172.]報道,美國科研人員首次證明腸道病毒改變了單個共生細菌的基因表達和表型。人和小鼠諾如病毒與細菌的相互作用導致全基因組基因表達差異和細菌細胞表面結構的顯著變化。此外,病毒與細菌的相互作用導致更小的外膜囊泡(OMV)的產(chǎn)生增加。
腸道共生菌有助于維持腸道內環(huán)境的穩(wěn)定。破壞共生菌群與疾病的發(fā)展和持久性有關。腸道病毒利用共生菌加強病毒感染的廣泛能力進一步證明了這些微生物的重要性。這些病毒直接與共生菌相互作用,雖然這種相互作用對病毒感染的影響已經(jīng)在幾種病毒中得到了很好的描述,但對共生菌的影響還有待探索。
研究人員將諾如病毒與其他共生細菌孵育,觀察到更小囊泡的產(chǎn)生增強,這表明諾如病毒相互作用可能產(chǎn)生廣泛的影響。在體內模型中觀察到的囊泡產(chǎn)生遵循類似的趨勢,即與模擬感染小鼠相比,在病毒感染小鼠的糞便中觀察到小的細菌囊泡數(shù)量增加。
共生菌可以極大地影響腸道病毒感染。同樣,病毒感染也會改變微生物群,這取決于病毒。雖然許多研究已經(jīng)調查了腸道病毒對腸道微生物群的大規(guī)模影響,但到目前為止還沒有研究這些哺乳動物病毒對單個細菌的具體影響。為了解決這一認識上的差距,研究人員分析了兩種不同但相關的腸道病毒,以確定這些病毒的相互作用是否改變了細菌的基因表達。
鼠和人的諾如病毒都能夠在陰溝腸桿菌中誘導基因組范圍內的基因表達顯著變化,影響大約25%的細菌基因組。雖然50%的差異表達基因(DEG)在病毒之間共享,但病毒也誘導了每個病原體特有的基因庫。這是已知的哺乳動物病毒改變共生細菌基因表達的第一次證明。對這些基因的功能注釋表明,它們中的許多都與跨膜或外膜基因連鎖??紤]到病毒結合細菌的掃描電子顯微鏡圖像顯示陰溝腸桿菌表面拓撲特征的變化,這些DEG類別是值得注意的。在暴露于病毒的細菌中觀察到細菌附屬物的數(shù)量增加,先前的研究表明在細胞和環(huán)境壓力條件下細菌附屬物的數(shù)量增加。
研究人員還觀察到諾如病毒與陰溝腸桿菌的相互作用引起的膜褶皺增加,在低濃度的抗菌化合物處理下觀察到膜皺紋的增加。在這種情況下,皺紋活動與小泡的釋放相協(xié)調,這表明應激引起的細胞膜變化與細菌胞外囊泡(BEV)的產(chǎn)生有關。囊泡的產(chǎn)生通常與壓力暴露有關,并可被各種壓力誘導因素改變?;诖?,研究人員觀察到細菌表面結構的變化,以及與膜穩(wěn)定性和膀胱形成相關的基因的差異調控,測量了在諾如病毒存在和不存在的情況下OMV的產(chǎn)生。
諾沃克病毒的相互作用不僅導致BEV產(chǎn)量增加,而且在病毒存在的情況下,每種受測細菌產(chǎn)生的囊泡都較小,這表明諾沃克病毒與細菌的相互作用改變了OMV的含量。這些蛋白中的許多以前都與細菌應激反應有關,進一步支持了與這些病毒的相互作用。