新的研究表明大腸桿菌是促進(jìn)鐵吸收的關(guān)鍵
新科羅拉多大學(xué)博爾德分校的研究顯示,大多數(shù)人都知道它會導(dǎo)致食物中毒或?qū)I養(yǎng)物質(zhì)從宿主身上偷走,大腸桿菌實際上通過產(chǎn)生一種能幫助細(xì)胞吸收鐵的化合物來促進(jìn)健康發(fā)揮關(guān)鍵作用。
這項研究,今天在雜志上發(fā)表細(xì)胞,揭示了通過該機(jī)制,新的光大腸桿菌-在人類最常見的腸道細(xì)菌,有利于它的主機(jī),并可能最終導(dǎo)致更有效的治療鐵缺鐵性貧血,從而影響更多全世界超過10億人。
“近年來,我們已經(jīng)開始意識到許多填充人體胃腸道的微生物對我們有益,但我們才剛剛開始發(fā)現(xiàn)它們提供的確切益處和方式,”資深作者閔漢,CU博爾德教授說。分子,細(xì)胞和發(fā)育生物學(xué)系(MCDB)。“這一新發(fā)現(xiàn)確定了大腸桿菌的一個關(guān)鍵作用,即幫助細(xì)胞吸收鐵。”
雖然一些大腸桿菌菌株可以引起疾病,但大多數(shù)菌株是無害的,人體胃腸道也隨之爬行。
由于大腸桿菌如此普遍,Han和他的同事Bin Qi(他的實驗室的研究助理)推測它起到了有益的作用,并著手確定它產(chǎn)生的化合物及其功能。
他們從使用秀麗隱桿線蟲(一種天然富含大腸桿菌的蛔蟲)進(jìn)行的一系列實驗開始。當(dāng)喂養(yǎng)幼蟲時,大腸桿菌經(jīng)遺傳改變,缺乏產(chǎn)生一種叫做腸桿菌素的化合物的能力,它們生長緩慢,鐵水平低。當(dāng)enterobactin被重新引入蠕蟲時,自然生長恢復(fù),鐵水平上升。
在蠕蟲和人體細(xì)胞中進(jìn)行的后續(xù)實驗表明,即使不添加鐵,用腸桿菌素補(bǔ)充飲食顯著提高細(xì)胞中的鐵水平。
科學(xué)家們早就知道,大腸桿菌會產(chǎn)生腸球菌素,以清除鐵的生存和繁殖。但他們認(rèn)為,在這樣做的過程中,它通常被稱為“鐵拉鋸戰(zhàn)”,從東道國偷走了鐵。
這項新研究對這種范式提出了挑戰(zhàn),這表明腸桿菌素也與宿主線粒體內(nèi)一種叫做ATP合成酶的蛋白結(jié)合,也將鐵吸入宿主的細(xì)胞中。
“雖然細(xì)菌使這種清除鐵的化合物供自己使用,但我們的研究表明,哺乳動物 - 包括人類 - 已經(jīng)學(xué)會了隨著時間的推移劫持它以謀取利益,”霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究所的調(diào)查員漢說。
缺鐵是世界上最普遍的營養(yǎng)缺乏癥,也是貧血的主要原因,影響全球四分之一的人口,特別是婦女,兒童和欠發(fā)達(dá)國家的人。
但Han注意到,口服鐵補(bǔ)充劑雖然在某些情況下有幫助,但可能通過抑制腸桿菌素的產(chǎn)生和減少鐵吸收而適得其反。他說,口服抗生素可能會產(chǎn)生同樣的影響。
韓已申請突破性專利,并計劃繼續(xù)開發(fā)可用作鐵補(bǔ)充劑的補(bǔ)充劑或替代品的新療法。
“最終,我們相信這種分子具有解決鐵缺乏癥的巨大潛力,這種疾病非常普遍,”他說。“像我們這樣的研究證明了寄主動物如何從腸道中大量微生物的活動中受益。”
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