鼠伤寒沙门氏菌与日本血吸虫共感染小鼠的代谢组学研究

来源 :中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所) | 被引量 : 5次 | 上传用户:agsxuming
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共感染是指两种或两种以上病原感染同一宿主的现象。共感染在世界范围内广泛存在,据估计世界上六分之一的人口受到了共感染的影响,而仅和寄生虫相关的共感染就达到八亿人次。共感染对传染性疾病的影响主要是在病原的感染性、宿主的易感性、宿主的临床症状以及相关传染性疾病的防控等方面。目前有关共感染的研究相对较少,而且主要是关于一些在世界范围内流行并对人类健康造成严重威胁的病原的共感染上,比如HIV、HBV、HCV以及在非洲、中南美洲等地流行甚广的一些寄生虫病感染。在共感染研究中,流行病学调查研究较多,而有关共感染病原相互作用以及这些相互作用对宿主影响的研究则较少。因此本论文选择鼠伤寒沙门氏菌和日本血吸虫共感染BALB/c小鼠这一模型研究两种病原之间的相互作用以及对小鼠的影响。在共感染实验前,本论文首先利用鼠伤寒沙门氏菌经灌胃感染BALB/c小鼠,造成了感染性疾病模型。然后利用基于NMR的代谢组学方法分析了鼠伤寒沙门氏菌感染对小鼠体液和组织代谢的影响。实验结果说明,在不进行任何处理的情况下亚致死剂量的鼠伤寒沙门氏菌能够在小鼠肠道内成功定植,并发展成鼠伤寒沙门氏菌病。感染显著影响了脾脏和回肠的组织结构及其小分子物质代谢,但对肝脏和血清的影响较小。感染组小鼠尿样代谢的动态变化反映了鼠伤寒沙门氏菌感染性疾病自然感染的发生发展过程。此外,感染抑制了宿主对能量物质的利用,扰乱了宿主的物质代谢、肠道内的微生态平衡。同时,实验结果也显示了宿主对感染的应对,包括宿主肠道菌群形成的"colonization resistance"、宿主免疫系统形成的免疫应答极化以及产生诸如亚甲基丁二酸等具有抑菌效应的代谢物等。这些结果展示了在此感染过程中病原和宿主之间复杂的相互作用。之后,在已有的日本血吸虫感染小鼠的研究以及本论文鼠伤寒沙门氏菌感染小鼠实验研究的基础上,利用鼠伤寒沙门氏菌和日本血吸虫共感染BALB/c小鼠研究了鼠伤寒沙门氏菌感染对小鼠日本血吸虫病的影响。实验结果显示,在日本血吸虫感染五周时感染鼠伤寒沙门氏菌能够降低小鼠体内血吸虫的成虫率,减少肝脏和结肠内血吸虫卵的数量,减轻了共感染小鼠血吸虫病的严重程度,从而促使共感染小鼠生存率的升高。此外,通过比较日本血吸虫单独感染和共感染小鼠肝脏、血清代谢组的变化发现:鼠伤寒沙门氏菌在共感染小鼠中发挥了作用,降低了日本血吸虫病对小鼠的影响。两组实验动物尿样代谢的动态变化同样证明了鼠伤寒沙门氏菌感染对小鼠日本血吸虫病的影响。通过对不同组实验小鼠血清中细胞因子IL-4和IFN-γ含量的测定发现:鼠伤寒沙门氏菌感染降低了日本血吸虫病小鼠血清中的IL-4含量,升高了IFN-γ的含量。这说明鼠伤寒沙门氏菌感染弱化了血吸虫病宿主机体形成的Th2体液免疫应答极化,使其转向Th1细胞免疫应答,并在此过程中消除了部分的血吸虫成虫,从而减少了共感染小鼠体内的血吸虫虫卵数量,降低了虫卵沉积对肝脏、肠道等器官组织的损伤,减轻了血吸虫病病情。本论文的第一部分工作研究了鼠伤寒沙门氏菌感染对宿主机体体液代谢以及相应组织器官的影响,论述了鼠伤寒沙门氏菌病在实验小鼠体内发生发展的过程以及宿主机体对该种病原细菌感染的应对。第二部分关于鼠伤寒沙门氏菌和日本血吸虫共感染的研究发现了在共感染状态下一种病原对另外一种病原感染致病的抑制作用,并进一步的探讨了这种作用可能的发生机制。这些研究结果有助于人们对这两种感染性疾病进行更深入的了解,深化人们对共感染性疾病的认识,为这类感染性疾病的预防和治疗提供重要的理论基础和现实依据。
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