多くの微生物が棲むヒト腸管は病原菌にとって格好のターゲットですが、腸内で平穏に暮らす微生物の中には細菌感染から体を保護するいいヤツもいます。 The human intestine, colonized by a dense community of resident microbes, is a frequent target of bacterial pathogens. Undisturbed, this intestinal microbiota provides protection from bacterial infections.
そのため、抗生物質の服用による腸内微生物環境の変化が、病原菌の発生を誘発してしまいます。 Conversely, disruption of the microbiota with oral antibiotics often precedes the emergence of several enteric pathogens1. 病原菌がどのように微生物の保護能力につけこむのかは十分にわかっていません。 How pathogens capitalize upon the failure of microbiota-afforded protection is largely unknown. 抗生物質関連の病原菌であるSalmonella enterica serovar Typhimurium (S. typhimurium)とClostridium difficileは、腸内で増殖エネルギーを得るために粘膜の糖質成分を異化します。 Here we show that two antibiotic-associated pathogens, Salmonella enterica serovar Typhimurium (S. typhimurium) and Clostridium difficile, use a common strategy of catabolizing microbiota-liberated mucosal carbohydrates during their expansion within the gut. S. typhimuriumは腸管内腔内のフコースやシアル酸に接近し、各異化経路の遺伝子除去によってin vivoで微生物相の競争力を低下させます。 S. typhimurium accesses fucose and sialic acid within the lumen of the gut in a microbiota-dependent manner, and genetic ablation of the respective catabolic pathways reduces its competitiveness in vivo. 同様に、C. difficileの増殖能は、in vivoにおけるシアル酸濃度の上昇によってさらに増強します。シアリダーゼ不足のBacteroides thetaiotaomicron変異体(腸内共生のモデル生物)を定着させたノトバイオートのマウスでは遊離シアル酸濃度が低下した結果、C. difficileはシアル酸異化経路をダウンレギュレートし、増殖速度を低下させた。 Similarly, C. difficile expansion is aided by microbiota-induced elevation of sialic acid levels in vivo. Colonization of gnotobiotic mice with a sialidase-deficient mutant of Bacteroides thetaiotaomicron, a model gut symbiont, reduces free sialic acid levels resulting in C. difficile downregulating its sialic acid catabolic pathway and exhibiting impaired expansion. 抗生物質による腸内生物相の破壊とその後の粘膜糖質利用度の変化は、互いに関係の薄いこれら2つの病原菌によることがわかりました。この知見を活用すれば、抗生物質関連の病原菌による疾患を新しい治療法を防げるかもしれません。今後のさらなる研究が楽しみです。 These data show that antibiotic-induced disruption of the resident microbiota and subsequent alteration in mucosal carbohydrate availability are exploited by these two distantly related enteric pathogens in a similar manner. This insight suggests new therapeutic approaches for preventing diseases caused by antibiotic-associated pathogens.