[Article] 장내 Enterobacteriaceae 분포 차이로 인한 Salmonella infection 민감도의 다양성

내용 구성

• Low-dose로 Salmonella Typhimurium을 접종했더니, C57BL/6J mice가 다른 Vendor에서 구매한 mice(C57BL/6NCrl, C57BL/6NHsd, C57BL/6NTac)에 비해 더 취약했다. [현상 발견]
• Genetic differences가 위 차이를 가져왔는지 검정해보기 위해 C57BL/6J와 C57BL/6NJ 비교 (모두 Jackson에서 판매) -> 둘이 비슷한 결과 -> Genetics가 영향을 미친 것이 아니구나! [원인 분석 1]
• Gut Microbiota 차이에 의해서 발생했다는 사실을 알아냄: Germ-free Swiss Webster mice에 FMT 수행했을 때 donor와 Salmonella infection에 있어 비슷한 양상을 보였음. [원인 분석 2]
• 하지만, C57BL/6J mice와 다른 mice(C57BL/6NCrl, C57BL/6NHsd, C57BL/6NTac)를 비교했을 때는 Biomaker를 찾지 못했다.
• C57BL/6J mice를 C57BL/6NCrl와 co-housing 시켰을 때, 저항성을 보이지 않는 그룹(기존)과 보이는 그룹(변화)으로 나뉘었다.
• 이 두 그룹 사이에서 biomarker를 찾아보았을 때, Enterobacteriaceae의 차이를 확인하였다. [Biomarker 발견]
• MacConkey agar에 쥐의 대변을 culturing을 해봤을 때, 저항성이 있는 쥐에서만 colony가 발견되었다. 또 이 세균을 저항성이 없는 C57BL/6J mice에 transfer했더니 저항성이 생겼다. 이 세균을 동정했더니 모두 family Enterobacteriaceae에 속하는 member임이 밝혀졌다. [Biomarker 검증]
• [Mechanism 연구 1] Inhibitory metabolites에 의한 것은 아니라는 것을 밝혀냄: 저항성이 있는 쥐와 없는 쥐에서 각각 추출한 Sterile-filtered faecal homogenates에 대하여 S. Typhimurium이 모두 잘 자랐음.
• [Mechanism 연구 2] Enterobacteriaceae가 aerobic metabolism을 사용하여 S. Typhimurium과 자원을 경쟁하기 때문에 infection을 억제한다는 가설을 검정하고자 함.
• E. coli 사용: Wild type, cydAB mutant, cydAB mutant+pBMM17. pBMM17는 cydAB gene이 든 plasmid이고, cydAB mutant는 aerobic respiration을 못하는 돌연변이이다. 위 3가지를 각각 C57BL/6J에 접종하였을 때, Wild type 및 cydAB mutant+pBMM17와 비교하여 cydAB mutant는 저항성을 가져오는 데 효과가 없었다. [가설 검정]

 

 

참고

• 실험의 결과는 1년이 지난 후에 다시 수행했을 때도 여전히 동일하였다.
• 일반적으로 장 내부는 무산소 환경이지만, 염증이 발생하면 산소의 bioavailability가 다소 높아진다: neutrophils를 intestinal lumen으로 이동시켜서, butyrate-producing Clostridia를 제거하고 epithelial oxygenation을 증가시킴 (Rivera-Chavez et al. 2016).

Reference

• Velazquez, Eric M., et al. "Endogenous Enterobacteriaceae underlie variation in susceptibility to Salmonella infection." Nature microbiology 4.6 (2019): 1057-1064.