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一项现代生物学的最新发现表明,人体内细菌细胞是人类细胞的10倍。其中大部分细菌的功效对科学家们来说仍然是一个谜。
据科学家估计,人体内大约一半的细菌在体外是难以复制传代的,这就是生物学家称之为“微生物暗物质”的原因。然而,科学家们长期以来一直决心了解更多关于这些不可培养细菌的知识,因为它们可能与某些衰弱和慢性疾病的有关。
几十年来,一个细菌研究小组面临着一个相当大的挑战,即Candidate Phylum TM7,因为该菌种在牙周炎,牙龈感染的地方普遍存在,故研究员们认为它可以引起炎性黏膜疾病。
目前,来自加州大学洛杉矶分校牙科学院,j·克雷格·文特尔研究所和华盛顿大学牙科学院的科学家发现,TM7在系统研究中的抗性及其在牙周炎和其他疾病中发挥的作用,该发现具有里程碑的意义。他们的发现揭示了TM7在生物、生态和医疗中发挥的重要作用,并可能使我们更好的了解其他难以捉摸的细菌。
该团队的研究结果发表在12月出版的《美国国家科学院院刊》上。
“我认为这是在我30年的职业生涯中,最令人兴奋的发现,”史文元博士说,他是加州大学洛杉矶分校口腔生物学专业的教授。“这项研究为我们提供了一条技术路线,通过该技术可以使每个不可人工培养细菌具有可人工培养性。”
研究人员体外培育出一种特定类型的TM7菌,称之为TM7x菌,它是在人类口腔中发现的众多TM7菌种类型中的一种,并且研究发现了细菌和传染病之间的交互作用,该传染病包括龋齿预防,或XH001,还可以引起粘膜炎症。
“在团队研究更加成熟,对TM7x基因组进行了测序之后,我们终于可以我们掌握的内容拼凑起来,并弄明白它是如何在人类的身体内存活的,”Jeff McLean博士说,他是华盛顿大学牙科学院的副教授。“这可能是我们发现的,在两个不同细菌之间长时间寄生的物种的第一个例子——它是生活在另一个物种表面的特殊物种,它可以从宿主中获得必需的营养,然后再对宿主细胞进行攻击。”
为了证明TM7x需要XH001才能生存并生长,该研究小组试图将TM7x细胞与其他细菌的菌株进行混合。只有XH001 能够建立与TM7x的物理联系,这项研究结果使研究人员更加相信TM7x和XH001可能在口腔中一起进化。
TM7x在慢性炎症中的潜在的作用使它更有魅力,此处的慢性炎症包括消化道疾病,阴道疾病和牙周炎。本研究收集到的联合培养菌可以供研究人员进行各种检测,也是有史以来第一次对TM7x引起这些病症的厉害程度进行了检测。
“不可培养细菌为口腔微生物学家们提供了一个具有新引力的”最后边界”,也是一个高度优先级别的NIDCR研究投资组合,” R. Dwayne Lunsford博士说,他是国家牙科和颅面研究所的主任,负责微生物研究项目。“这项研究提供了一个近乎完美的情况,即联合培养策略和种间信号的完全鉴别,利用这种种间信号可以促进这些难以捉摸的有机体的复苏。尽管与文化无关的研究可以让我们产生在特定网络中的微生物多样性的简单印象,为了真正了解该菌种个体的生理学和毒性,我们最终必须能够在实验室里,培养并对这些细菌进行调控。”
我们早就知道XH001可以诱发炎症。仅用XH001感染骨髓细胞,然后与TM7x / XH001进行联合培养,研究人员还发现,当TM7x与XH001进行物理连接时炎症发病率大大降低。本研究为TM7和XH001之间的联系提供了证据。
研究人员计划进行进一步的研究,研究TM7X和XH001之间独特的关系,以及它们共同引起粘膜疾病的机理。他们的发现可能会对潜在的治疗和疗法提供科学暗示。