Cell驚人發現:生病多吃「誰在救你」?竟是細菌!
A Salk Institute study shows how Salmonella blocks the appetite loss response in hosts to both make the host healthier and promote the bacteria』s survival and transmission.
食欲不振是身體對疾病正常反應的一部分,但其背後的機制卻仍不清楚。有時,在生病期間吃的更少會促進更快地康復,但有時,食欲不振卻是致命的。
1月26日,發表在Cell雜誌上題為「Pathogen-Mediated Inhibition of Anorexia Promotes Host Survival and Transmission」的研究中,Salk研究所的科學家們揭示了細菌如何阻斷其宿主的食慾喪失(appetite loss)反應,從而讓宿主更健康,同時促進細菌感染其它宿主。
這一驚人的發現揭示了食慾與感染之間的關聯,可能對治療傳染性疾病、食欲不振相關疾病、衰老、炎症或醫療干預(如化療)產生影響。Salk研究所的助理教授Janelle Ayres是這一研究的通訊作者。
These Salmonella bacteria may be able to make mice hungry.
驚人發現
口服感染鼠傷寒沙門氏菌的小鼠通常會出現食欲不振,且最終會因為細菌變得更具「毒性」(通過腸道傳播到身體的其它組織)而病情加重。
Ayres的研究小組在感染小鼠中測試了不同的進食情況,結果發現,消耗額外卡路里的病鼠(儘管它們食欲不振)實際上活得更長。研究證實,這種生存的延長並不是由於被給予良好餵食(well-fed)的小鼠產生了更積極的免疫反應。相反,這是因為,當小鼠吃的更多時,沙門氏菌沒有向腸道外傳播。更令人吃驚的是,沙門氏菌還能夠作用於腸道,試圖抑制宿主的食慾喪失。
背後機制
該研究的第一作者Sheila Rao解釋道:「我們發現,食慾喪失會使得沙門氏菌毒力更強,可能是因為它需要到腸道外的其它地方尋找所需的營養。這種增加的毒性會太快殺死它的宿主,但也損害了細菌傳播到新宿主中的能力。」
宿主在感染期間吃的更多,活得更久對沙門氏菌是有益的:與不吃,且因細菌毒性增加而更早死亡的小鼠中的細菌相比,吃更多且活更久的小鼠中的細菌能夠通過糞便傳播到其它動物中,增加了它們在宿主間的傳播。
關鍵分子
研究人員發現,為了阻止食慾喪失反應(appetite-loss response),促進在宿主間的傳播,沙門氏菌產生了一種叫做SlrP的分子。該分子阻斷了腸道中一種細胞因子的激活。這一細胞因子通常與大腦中的食慾中心——下丘腦進行「通話」,以促進宿主在感染期間失去食慾。
研究小組發現,與對照組小鼠相比,感染不能產生SlrP的沙門氏菌的小鼠在感染期間吃得更少,失去更多體重,死得更快。
From left: Janelle Ayres and Sheila Rao
應用前景
雖然人類和小鼠有著相同的與食慾喪失相關的腸道-大腦通路,但Ayres警告說,感染反應依賴於許多因素。是否進食/禁食能夠改善一個人的健康很大程度上依賴於感染的病原體是什麼。
這一觀點也在去年發表於Cell雜誌上的一項研究中被證實。2016年9月8日,發表在Cell雜誌上的一項研究中(論文:Opposing Effects of Fasting Metabolism on Tissue Tolerance in Bacterial and Viral Inflammation),耶魯大學的科學家們研究了在感染期間提供營養對健康產生的影響。結果發現,在細菌感染和病毒感染中,營養供給產生了相反的作用。具體來說,細菌感染的小鼠在餵食後死亡了,而病毒感染的小鼠餵食後依然存活。
Ayres的研究小組正計劃搜索人類微生物組,找到其它可能與上述研究中發揮相似作用的微生物,從而探索與食欲不振和疾病治療相關的新療法。「現在,我們已經確定了調節食慾背後的機制,接下來,我們想知道,能否通過調節這一機制幫助疾病治療。」 Ayres說。
參考資料:
Salk Institute:Feed a cold, starve a fever? Not so fast, according to Salk research
Science:Microbe that causes food poisoning exerts a sort of mind control over mice
EurekAlert:Why Salmonella wants its host to have a healthy appetite
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