Host intestinal signal-promoted biofilm dispersal induces Vibrio cholerae colonization

doi:10.1128/IAI.02617-14

.2015年1月；83(1):317-23.

doi:10.1128/IAI.02617-14。 Epub 2014年11月3日。

宿主肠道信号传递生物膜扩散诱导霍乱弧菌定植

阿曼达·J·海¹, 朱军（Jun Zhu）²

附属公司

¹美国宾夕法尼亚州费城宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院微生物系。
²美国宾夕法尼亚州费城宾夕法尼亚大学佩雷曼医学院微生物系junzhu@upenn.edu。

PMID： 25368110
预防性维修识别码：项目经理4288906
DOI（操作界面）： 10.1128/IAI.02617-14

宿主肠道信号传递生物膜扩散诱导霍乱弧菌定植

Amanda J Hay（阿曼达·J·海）等。感染免疫. 2015年1月.

.2015年1月；83(1):317-23.

doi:10.1128/IAI.02617-14。 Epub 2014年11月3日。

作者

阿曼达·J·海¹, 朱军（Jun Zhu）²

附属公司

¹美国宾夕法尼亚州费城宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院微生物系。
²美国宾夕法尼亚州费城宾夕法尼亚大学佩雷曼医学院微生物系junzhu@upenn.edu。

PMID： 25368110
预防性维修识别码：项目经理4288906
DOI（操作界面）： 10.1128/IAI.02617-14

摘要

霍乱弧菌通过摄入受污染的食物和水引起人类感染，导致毁灭性的腹泻病霍乱。霍乱弧菌在本地水生环境中形成被基质包裹的聚集体，称为生物膜。虽然霍乱弧菌生物膜的形成已经得到了很好的研究，但对于生物膜的扩散，尤其是进入宿主后的扩散，人们知之甚少。在本研究中，我们发现，将成熟生物膜暴露于胆汁盐牛磺胆酸盐（霍乱弧菌毒力基因诱导的宿主信号）的生理水平下，会导致分离细胞数量增加，同时生物膜质量也随之减少。暴露于牛磺胆酸盐的生物膜的扫描电子显微镜照片显示，生物膜基质的外观发生了变化，可能已经降解。蛋白质合成的抑制并没有改变分离速度，这表明霍乱弧菌经历了被动扩散。暴露于牛磺胆酸的生物膜的无细胞培养基中含有大量游离多糖，表明牛磺胆酸对生物膜基质的非生物降解。此外，我们发现霍乱弧菌只有在离开生物膜后才能对牛磺胆酸产生毒性反应。因此，我们提出了一种模型，在该模型中，霍乱弧菌作为生物膜被摄入，并协同宿主衍生的胆盐信号从生物膜中分离出来，进而激活毒力。

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图1
胆汁盐对霍乱弧菌生物膜形成的影响。（A）选择性胆盐的结构。胆酸可以在7α位置脱甲氧基形成脱氧胆酸，也可以与牛磺酸结合形成牛磺胆酸。（B）将霍乱弧菌接种到玻璃管中，并在22°C下形成生物膜24小时。在脱氧胆酸盐（DC）、胆酸盐（CC）、甘胆酸盐（GC）或牛磺胆酸盐（TC）存在下生长的培养物的生物膜用结晶紫染色进行定量，数据以OD表示₅₇₀值。（C）的表达式*vpsA公司*β-半乳糖苷酶检测结果显示，在1 mM DC和TC存在下形成WT V.霍乱生物膜18小时。数据是来自三个独立实验的平均值和标准偏差（SD）。NS，无显著性；*，*P（P）*< 0.05; **,*P（P）*< 0.005; ***,*P（P）*< 0.0005; ****,*P（P）*< 0.0001.

图2
牛磺胆酸盐（TC）对成熟霍乱弧菌生物膜脱落的影响。（A）在1mM牛磺胆酸（TC）或1mM脱氧胆酸（DC）存在下，在指定时间内分离后剩余的生物膜质量，表现为OD的倍数变化₅₇₀在相同的孵育期内不添加胆汁盐。（B）在1 mM TC或1 mM DC存在下培养的生物膜衍生浮游细胞，在相同的培养期内，与未添加胆汁盐的样品相比，CFU/ml的倍数变化。（C和D）剩余生物膜质量（OD₅₇₀; C）以及暴露于TC、DC、胆酸盐（CC）、胆酸甘油酯（GC）和0.1%Triton X（TX）2小时后分离的细胞（CFU/ml；D）。所有胆汁盐的最终浓度为1 mM。数据是来自三个独立实验的平均值和SD。NS，无显著性；****，*P（P）*< 0.0001.

图3
霍乱弧菌生物膜的代表性图像是在55×55 mm的玻璃盖玻片上生长24小时，然后暴露于1 mm TC（B、D和F）或无TC（a、C和E）1小时后，使用扫描电子显微镜拍摄的。图像放大倍数为×250（A和B）、×2000（C和D）和×8000（E和F）。

图4
分离期间霍乱弧菌对TC的反应。（A）的表达水平*vpsA公司*用β-半乳糖苷酶测定法测定离体细胞。分离2小时后收集细胞。将TC和DC添加到最终浓度为1 mM。（B）在生物膜诱导条件下生长24小时后，将野生型霍乱弧菌生物膜与蛋白合成抑制剂氯霉素（Cm）和TC孵育2小时。剩余生物膜用CV染色定量。数据是来自三个独立实验的平均值和SD。NS，无显著性；**，*P（P）*< 0.005; ****,*P（P）*< 0.0001.

图5
霍乱弧菌生物膜与胆盐孵育期间释放的碳水化合物含量。为了减少富培养基中的生长和背景，生物膜在含有0.2%甘油的M9最小培养基中培养2小时。在用酚-硫酸法估计碳水化合物含量之前，对培养基进行过滤消毒，并通过拟合标准葡萄糖曲线计算碳水化合物的百分比值。对于胆汁盐和牛磺酸（TR），最终浓度为1mM。数据为三个独立实验的平均值和标准差。NS，无显著性；**，*P（P）*< 0.005.

图6
TC-引起生物膜脱落期间毒力基因的表达。（A）主要毒力因子的表达*总胆红素A*如图所示，在生物膜驻留细胞和分离细胞中*总胆红素A*启动子萤光素酶报告基因融合（P_{总胆红素A}-*勒克斯*). 数据是来自三个独立实验的平均值和SD，*P（P）*< 0.0001. RLU，相对灯光单位。（B）霍乱弧菌携带构成型mCherry质粒的流式细胞术图谱（P_泰特-*m樱桃色*)和P_{总胆红素A}-*绿色荧光粉*其中mCherry表示细胞，GFP表示*总胆红素A*表达式。每个图表中列出了三个独立实验中GFP阳性细胞的平均百分比。（C） TC促进霍乱弧菌生物膜中单个细胞的扩散以及小肠中毒性程序的诱导，协同增强定植。

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1. Sack DA、Sack RB、Nair GB、Siddique AK。2004年霍乱。柳叶刀363:223-233。doi:10.1016/S0140-6736（03）15328-7。-内政部-公共医学
1. Krukonis ES，DiRita VJ公司。2003.从运动性到毒性：霍乱弧菌对环境信号的感知和响应。《Curr Opin Microbiol》6:186–190。doi:10.1016/S1369-5274（03）00032-8。-内政部-公共医学
1. Matson JS、Withey JH、DiRita VJ。控制霍乱弧菌毒力基因表达的监管网络。感染免疫75:5542–5549。doi:10.1128/IAI.01094-07。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学
1. Begley M，Gahan CGM，Hill C.2005。细菌和胆汁之间的相互作用。FEMS微生物版29:625-651。doi:10.1016/j.femsre.2004.09.003。-内政部-公共医学
1. Yang M，Liu Z，Hughes C，Stern AM，Wang H，Zhong Z，Kan B，Fenical W，Zhu J.2013年。胆汁盐诱导的分子间二硫键形成激活霍乱弧菌的毒力。美国国家科学院院刊110:2348–2353。doi:10.1073/pnas.1218039110。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

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[2] Sack DA、Sack RB、Nair GB、Siddique AK。2004年霍乱。柳叶刀363:223-233。doi:10.1016/S0140-6736（03）15328-7。-内政部-公共医学

[3] Krukonis ES，DiRita VJ公司。2003.从运动性到毒性：霍乱弧菌对环境信号的感知和响应。《Curr Opin Microbiol》6:186–190。doi:10.1016/S1369-5274（03）00032-8。-内政部-公共医学

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[7] Begley M，Gahan CGM，Hill C.2005。细菌和胆汁之间的相互作用。FEMS微生物版29:625-651。doi:10.1016/j.femsre.2004.09.003。-内政部-公共医学

[8] Begley M，Gahan CGM，Hill C.2005。细菌和胆汁之间的相互作用。FEMS微生物版29:625-651。doi:10.1016/j.femsre.2004.09.003。-内政部-公共医学

[9] Yang M，Liu Z，Hughes C，Stern AM，Wang H，Zhong Z，Kan B，Fenical W，Zhu J.2013年。胆汁盐诱导的分子间二硫键形成激活霍乱弧菌的毒力。美国国家科学院院刊110:2348–2353。doi:10.1073/pnas.1218039110。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[10] Yang M，Liu Z，Hughes C，Stern AM，Wang H，Zhong Z，Kan B，Fenical W，Zhu J.2013年。胆汁盐诱导的分子间二硫键形成激活霍乱弧菌的毒力。美国国家科学院院刊110:2348–2353。doi:10.1073/pnas.1218039110。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

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