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在這項工作中,我們發(fā)現了 C. albicans,人類(lèi)微生物組的主要真菌物種, 和微生物組的幾個(gè)細菌成員。
白色念珠菌生物膜:微環(huán)境支持 厭氧菌生長(cháng)
一段時(shí)間以來(lái),人們已經(jīng)知道細菌生物膜是 能夠產(chǎn)生缺氧微環(huán)境,支持 厭氧菌種的生長(cháng) [30, 31],它具有 據推測,念珠菌屬物種形成的生物膜 也可能缺氧,基于基因表達數據和 突變表型 [30, 32–34]。 我們的工作首次直接證明,白色念珠菌生物膜在環(huán)境條件下生長(cháng)時(shí)會(huì )產(chǎn)生缺氧的內部微環(huán)境。 氧氣條件。 我們還表明,微環(huán)境 在白色念珠菌生物膜內足以支持生長(cháng) 兩種不同的厭氧菌種,產(chǎn)氣莢膜梭菌和 B. fragilis,可能是氧濃度降低 對厭氧菌的存活起主要作用。 不同的菌株 據報道,產(chǎn)氣莢膜梭菌和脆弱擬桿菌在氧含量高達 3%–5% (w40–70 mM) [35, 36] 的情況下生長(cháng),我們 已經(jīng)表明白色念珠菌生物膜提供了一個(gè)環(huán)境 其中氧氣濃度低至 w50 mM。 這個(gè) 研究結果表明,白色念珠菌可能允許厭氧菌在宿主的含氧區域生長(cháng),否則這些物種將無(wú)法居住。 這個(gè) 想法可能對 產(chǎn)氣莢膜梭菌的建立 感染,導致多種 疾病,包括腸毒血癥, 氣性壞疽和傷口感染, 其中許多是危及生命的 [37, 38]。
氧氣濃度的事實(shí) 從上到下穩步下降 白色念珠菌生物膜的底部添加 我們對生物膜異質(zhì)性的理解。 白色念珠菌 生物膜由多個(gè)細胞組成 類(lèi)型(酵母、假菌絲、菌絲、 持久細胞和分散細胞) 表達不同的基因程序 [39–43] 由于它們的精確位置 生物膜內。 氧濃度梯度是一個(gè)關(guān)鍵變量 它構建了生物膜微環(huán)境,并表明代謝和基因表達在整個(gè)細胞的不同水平上有所不同 生物膜。
白色不透明開(kāi)關(guān)程序的部分歸納 在白色念珠菌中
我們監測了白色念珠菌對 混合生物膜中的細菌種類(lèi),發(fā)現有 與肺炎克雷伯菌共培養上調的基因與富含不透明的基因之間存在顯著(zhù)重疊 細胞與白細胞相比(p = 8.4 3 10220)。 還有 共培養上調基因之間的顯著(zhù)重疊 肺炎克雷伯菌和基因在通過(guò)小鼠腸道后過(guò)表達 WOR1 的菌株中富集, 與野生型菌株相比(p = 3.4 3 1029 ) [44]。 我們提出細菌對 WOR1 的誘導可能引發(fā) C. 白色不透明轉換的白色念珠菌,但額外的 需要環(huán)境線(xiàn)索來(lái)完全誘導轉變?yōu)?不透明的形式。 另一種假設是不透明程序的部分誘導是對 接觸細菌。
懸浮共培養誘導聚集
我們發(fā)現產(chǎn)氣莢膜梭菌誘導 環(huán)境有氧懸浮培養中的白色念珠菌,并且 包含真菌和細菌的聚集體,允許 產(chǎn)氣莢膜梭菌在通常有毒的環(huán)境中存活。 聚集的誘導可能類(lèi)似于生物膜的誘導 形成,因為聚集需要與白色念珠菌相同的主調節劑形成“常規”生物膜 在固體表面上。 此外,聚集體中的細胞 類(lèi)似于固體表面生物膜中的細胞。 這些觀(guān)察結果表明,白色念珠菌中的生物膜程序確實(shí) 不需要固體表面來(lái)激活,并且白色念珠菌生物膜的定義可以從附著(zhù)在基質(zhì)上的群落擴展到包括懸浮聚集體。 大腸桿菌, 死斑片球菌和其他幾種細菌 以前發(fā)現共培養時(shí)會(huì )誘導聚集 與幾種酵母種類(lèi),包括念珠菌、釀酒酵母和粟酒裂殖酵母 [45]。 這 有證據表明,許多微生物物種能夠 coaggregate,我們的工作表明,堅持 真菌和細菌之間可以允許生存 細菌。
種間相互作用
我們已經(jīng)證明白色念珠菌以多種方式相互作用 與腸道微生物組的幾種代表性物種。 這些微生物顯然能夠相互感知; 為了 例如,白色念珠菌通過(guò)巨大的變化做出反應 依從性和基因表達。 我們提供了拮抗(肺炎克雷伯菌的存在減少白色念珠菌生物膜厚度)和有益的新證據 (白色念珠菌生物膜對產(chǎn)氣莢膜梭菌的保護)關(guān)系,并已開(kāi)始揭示參與 這些互動(dòng)。 這些發(fā)現強調了考慮微環(huán)境的重要性 微生物組成員遇到。 研究真菌與細菌成對相互作用的策略 異質(zhì)微環(huán)境的背景可以擴展到更好 了解復雜的社區 成千上萬(wàn)的物種在地球上相遇 主持人。
厭氧細菌和白色念珠菌一起生物膜內生長(cháng)和在懸浮培養中誘導生物膜的形成——概括、結果