معلومة

12.1: الجراثيم الطبيعية للجسم - علم الأحياء


أهداف التعلم

  • قارن وقارن بين الميكروبات في مواقع الجسم المختلفة
  • حدد ميزات مواقع الجسم التي قد تؤثر على الميكروبات الموجودة في كل مساحة

الجزء الأول

ذهب مايكل ، صبي يبلغ من العمر 10 سنوات يتمتع بصحة جيدة بشكل عام ، إلى حفلة عيد ميلاد يوم الأحد مع أسرته. كان يأكل العديد من الأطعمة المختلفة ولكنه كان الوحيد في الأسرة الذي يأكل النقانق غير المطبوخة جيدًا التي يقدمها المضيفون. صباح الاثنين ، استيقظ وهو يشعر بالألم والغثيان ، وكان يعاني من حمى 38 درجة مئوية (100.4 درجة فهرنهايت). افترض والديه أن مايكل قد أصيب بالأنفلونزا ، مما جعله يبقى في المنزل من المدرسة ويحد من أنشطته. ولكن بعد 4 أيام ، بدأ مايكل يعاني من صداع شديد ، وارتفعت درجة الحرارة لديه إلى 40 درجة مئوية (104 درجة فهرنهايت). بسبب القلق المتزايد ، قرر والديه أخيرًا اصطحاب مايكل إلى عيادة قريبة.

تمرين ( PageIndex {1} )

  1. ما هي العلامات والأعراض التي يعاني منها مايكل؟
  2. ماذا تخبرنا هذه العلامات والأعراض عن مرحلة مرض مايكل؟

فلورا عادي

تنتشر الميكروبات في كل مكان ، وهي عبارة تتكرر كثيرًا ، لكن الكثير من الناس لا يدركون مدى قربها من المنزل. لا تعيش الميكروبات حولنا فقط ، بل تعيش أيضًا على أجسادنا - الجلد والأنف والأمعاء. يعيش الكثيرون معنا جنبًا إلى جنب في علاقة متبادلة تفيد الجميع. في هذا القسم نستكشف أولئك الذين يعيشون في وئام معنا ، على الأقل مؤقتًا.

الجراثيم الطبيعية للجلد

الجلد هو موطن لمجموعة واسعة من الجراثيم الطبيعية ، والتي تتكون من الكائنات الحية المتعايشة التي تستمد التغذية من خلايا الجلد والإفرازات مثل العرق والدهون. تميل الجراثيم الطبيعية للجلد إلى تثبيط استعمار الميكروبات العابر عن طريق إنتاج مواد مضادة للميكروبات والتغلب على الميكروبات الأخرى التي تهبط على سطح الجلد. هذا يساعد على حماية الجلد من العدوى المسببة للأمراض.

تختلف خصائص الجلد من منطقة إلى أخرى في الجسم ، كما هو الحال مع تركيبة الكائنات الدقيقة الموجودة في الجلد. إن توفر العناصر الغذائية والرطوبة يحدد جزئيًا الكائنات الحية الدقيقة التي ستزدهر في منطقة معينة من الجلد. تحتوي البشرة الرطبة نسبيًا ، مثل تلك الموجودة في فتحة الأنف وتحت الإبط ، على ميكروبيوتا مختلفة كثيرًا عن الجلد الجاف على الذراعين والساقين واليدين وأعلى القدمين. تحتوي بعض مناطق الجلد على كثافة أعلى من الغدد الدهنية. تحتوي هذه المناطق الغنية بالدهون ، والتي تشمل الظهر والطيات الموجودة على جانب الأنف ومؤخرة العنق ، على مجتمعات ميكروبية متميزة أقل تنوعًا من تلك الموجودة في أجزاء أخرى من الجسم.

تهيمن أنواع مختلفة من البكتيريا على المناطق الجافة والرطبة والغنية بالدهون من الجلد. أكثر الميكروبات وفرة التي توجد عادة في المناطق الجافة والدهنية هي Betaproteobacteria و Propionibacteria ، على التوالي. في المناطق الرطبة ، الوتدية و المكورات العنقودية الأكثر شيوعًا (الشكل ( PageIndex {1} )). تم العثور على الفيروسات والفطريات أيضًا على الجلد ، مع ملاسيزية كونه النوع الأكثر شيوعًا من الفطريات الموجودة كجزء من الجراثيم الطبيعية. لا يزال دور ومجموعات الفيروسات في الكائنات الحية الدقيقة ، المعروفة باسم الفيروسات ، غير مفهومة جيدًا ، وهناك قيود على التقنيات المستخدمة في التعرف عليها. ومع ذلك ، يبدو أن Circoviridae و Papillomaviridae و Polyomavirida هي أكثر المقيمين شيوعًا في فيروم الجلد الصحي.123

تمرين ( PageIndex {2} )

ما هي البكتيريا الأربعة الأكثر شيوعًا التي تشكل جزءًا من ميكروبيوتا الجلد الطبيعي؟

ميكروبيوتا العين

أسطح مقلة العين والجفن الداخلي عبارة عن أغشية مخاطية تسمى الملتحمة. لم يتم تمييز الجراثيم الملتحمة الطبيعية بشكل جيد ، ولكنها موجودة بالفعل. وجدت دراسة واحدة صغيرة (جزء من مشروع Ocular Microbiome) اثني عشر جنسًا كانت موجودة باستمرار في الملتحمة.4 يُعتقد أن هذه الميكروبات تساعد في حماية الأغشية ضد مسببات الأمراض. ومع ذلك ، لا يزال من غير الواضح أي الميكروبات قد تكون عابرة وأيها قد تشكل ميكروبيوتا مستقرة.5

يمكن أن يسبب استخدام العدسات اللاصقة تغيرات في الجراثيم الطبيعية للملتحمة عن طريق إدخال سطح آخر في التشريح الطبيعي للعين. يجري البحث حاليًا لفهم كيفية تأثير العدسات اللاصقة على الجراثيم الطبيعية والمساهمة في أمراض العين بشكل أفضل. تسمى المادة المائية الموجودة داخل مقلة العين بالفكاهة الزجاجية. على عكس الملتحمة ، فهو محمي من ملامسة البيئة ويكون دائمًا معقمًا تقريبًا ، ولا يحتوي على ميكروبيوتا طبيعية (الشكل ( PageIndex {2} )).

الفم والجهاز الهضمي

الميكروبات مثل البكتيريا والعتائق موجودة بكثرة في الفم وتغطي جميع أسطح تجويف الفم. الجنس الأكثر شهرة هو العقدية، ولكن هناك العديد من الأشياء الأخرى التي لم يتم توصيفها بشكل جيد. حتى داخل الفم ، تستضيف الهياكل المختلفة ، مثل الأسنان أو الخدين ، مجتمعات فريدة من الميكروبات الهوائية واللاهوائية. ينخفض ​​عدد الميكروبات ويصبح معدومًا من المعدة. ولكن بعد المعدة ، يمكن أن تشمل الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في الأمعاء الدقيقة العصيات اللبنية ، والثنائيات ، والفطريات. الكانديدا. من ناحية أخرى ، تحتوي الأمعاء الغليظة (القولون) على ميكروبيوتا متنوعة وفيرة وهي مهمة للوظيفة الطبيعية. وتشمل هذه الميكروبات الجراثيم (خاصة الأجناس باكتيرويدس و بريفوتيلا) و الحزم (خاصة أعضاء الجنس المطثية). توجد أيضًا العتائق الميتانوجينية وبعض الفطريات ، من بين العديد من الأنواع الأخرى من البكتيريا. تساعد جميع هذه الميكروبات في الهضم وتساهم في إنتاج البراز ، الفضلات التي تفرز من الجهاز الهضمي ، والغازات الناتجة عن التخمر الجرثومي للطعام غير المهضوم. يمكنهم أيضًا إنتاج مغذيات قيمة. على سبيل المثال ، يمكن لبكتيريا حمض اللاكتيك مثل البكتيريا المشقوقة تصنيع الفيتامينات ، مثل فيتامين ب 12 ، وحمض الفوليك ، والريبوفلافين ، التي لا يستطيع البشر تصنيعها بأنفسهم. بكتريا قولونية الموجود في الأمعاء يمكنه أيضًا تكسير الطعام ومساعدة الجسم على إنتاج فيتامين ك المهم لتخثر الدم.

الجراثيم الطبيعية للجهاز التنفسي

يحتوي الجهاز التنفسي العلوي على جراثيم وفيرة ومتنوعة. يتم استعمار الممرات الأنفية والجيوب الأنفية في المقام الأول من قبل أعضاء Firmicutes ، Actinobacteria ، و Proteobacteria. تشمل البكتيريا الأكثر شيوعًا التي تم تحديدها المكورات العنقودية البشروية، العقديات مجموعة viridans (VGS) ، الوتدية النيابة. (الخناقات) ، Propionibacterium spp. و المستدمية النيابة. يشمل البلعوم الفموي العديد من نفس عزلات الأنف والجيوب الأنفية ، مع إضافة أعداد متغيرة من البكتيريا مثل أنواع بريفوتيلا, المغزلية, موراكسيلا، و إيكينيلا، نفس الشيء الكانديدا العزلات الفطرية. بالإضافة إلى ذلك ، يحمل العديد من البشر الأصحاء بشكل عَرَضي مسببات الأمراض المحتملة في الجهاز التنفسي العلوي. ما يصل إلى 20 ٪ من السكان يحملون المكورات العنقودية الذهبية في أنفهم.6 البلعوم ، أيضًا ، يمكن أن يكون مستعمرًا بسلالات ممرضة من العقدية, المستدمية، و النيسرية.

على النقيض من ذلك ، فإن الجهاز التنفسي السفلي مليء بالميكروبات بشكل ضئيل. من بين الكائنات الحية التي تم تحديدها في الجهاز التنفسي السفلي ، هناك أنواع من الزائفة, العقدية, بريفوتيلا, المغزلية، و فيلونيلا هي الأكثر شيوعًا. ليس من الواضح في هذا الوقت ما إذا كانت هذه التجمعات الصغيرة من البكتيريا تشكل ميكروبات طبيعية أم أنها عابرة.

الجراثيم الطبيعية للجهاز البولي التناسلي

تحت المثانة ، توجد الجراثيم الطبيعية للجهاز البولي التناسلي الذكري في المقام الأول داخل مجرى البول البعيد وتشمل الأنواع البكتيرية التي ترتبط عادةً بميكروبات الجلد. المكورات العنقودية. في النساء ، توجد الجراثيم الطبيعية داخل الثلث البعيد من مجرى البول والمهبل. تتأسس الجراثيم الطبيعية للمهبل بعد الولادة بفترة وجيزة وهي مجموعة معقدة وديناميكية من البكتيريا التي تتقلب استجابة للتغيرات البيئية. تلعب أعضاء الجراثيم المهبلية دورًا مهمًا في الدفاع غير المحدد ضد الالتهابات المهبلية والأمراض المنقولة جنسياً من خلال احتلال مواقع الارتباط الخلوي والتنافس على العناصر الغذائية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن إنتاج حمض اللاكتيك من قبل أعضاء الجراثيم يوفر بيئة حمضية داخل المهبل تعمل أيضًا كدفاع ضد العدوى. بالنسبة لغالبية النساء ، فإن البكتيريا المنتجة لحمض اللاكتيك في المهبل تهيمن عليها أنواع مختلفة من اكتوباكيللوس. بالنسبة للنساء اللواتي يفتقرن إلى العصيات اللبنية الكافية في المهبل ، فإن إنتاج حمض اللاكتيك يأتي بشكل أساسي من أنواع أخرى من البكتيريا مثل ليبتوتريشيا النيابة. ، Megasphaera spp. و المهبل أتوبوبيوم. اكتوباكيللوس النيابة. استخدام الجليكوجين من الخلايا الظهارية المهبلية لعملية التمثيل الغذائي وإنتاج حمض اللاكتيك. يتم تنظيم هذه العملية بإحكام بواسطة هرمون الاستروجين. ترتبط زيادة مستويات هرمون الاستروجين بزيادة مستويات الجليكوجين المهبلي ، وزيادة إنتاج حمض اللاكتيك ، وانخفاض درجة الحموضة المهبلية. لذلك ، يرتبط الانخفاض في هرمون الاستروجين أثناء الدورة الشهرية وانقطاع الطمث بانخفاض مستويات الجليكوجين المهبلي وحمض اللاكتيك ، وارتفاع درجة الحموضة. بالإضافة إلى إنتاج حمض اللاكتيك ، اكتوباكيللوس النيابة. تساهم أيضًا في الدفاعات ضد الأمراض المعدية من خلال إنتاجها لبيروكسيد الهيدروجين والبكتريوسينات (الببتيدات المضادة للبكتيريا).

المفاهيم الأساسية والملخص

  • تعيش النباتات الطبيعية في علاقة متبادلة مع البشر. يستفيد البشر من وجود الميكروبات والميكروبات تستفيد أيضًا.
  • ما هي أجناس الميكروبات الممثلة في كل منطقة متنوعة للغاية وتعتمد على الدفاعات والموارد المتاحة في كل منطقة.

الحواشي

  1. 1 بلقايد ، ي. ، وج. سيجري. "الحوار بين ميكروبيوتا الجلد والمناعة ،" علم 346 (2014) 6212:954–959.
  2. 2 Foulongne، Vincent، et al. "ميكروبيوتا جلد الإنسان: تنوع عالٍ من فيروسات الحمض النووي التي تم تحديدها على جلد الإنسان من خلال التسلسل عالي الإنتاجية." بلوس واحد (2012) 7 (6): e38499. دوى: 10.1371 / journal.pone.0038499.
  3. 3 روبنسون ، سي.إم. ، وج.ك. فايفر. "الفيروسات والميكروبيوتا." المراجعة السنوية لعلم الفيروسات (2014) 1: 55-59. دوى: 10.1146 / أنوريف-الفيروسات -031413-085550.
  4. 4 Abelson، M.B.، Lane، K.، and Slocum، C .. "أسرار ميكروبيوم العين." مراجعة طب وجراحة العيون 8 يونيو 2015. www.reviewofophthalmology.com ... isease / c / 55178. تم الوصول في 14 سبتمبر 2016.
  5. 5 شيخ ليسكو ، ر. "تصور ميكروبيوم العين." العالم 12 مايو 2014. http://www.the-scientist.com/؟articl...lar-Microbiome. تم الوصول في 14 سبتمبر 2016.
  6. 6 J. Kluytmans وآخرون. "أنف النقل المكورات العنقودية الذهبية: علم الأوبئة والآليات الكامنة والمخاطر المرتبطة. مراجعات علم الأحياء الدقيقة السريرية 10 لا. 3 (1997): 505-520.

مساهم

  • نينا باركر (جامعة شيناندواه) ومارك شنيغورت (جامعة ولاية ويتشيتا) وآنه-هيو ثي تو (جامعة ولاية جورجيا الجنوبية الغربية) وفيليب ليستر (كلية وسط نيو مكسيكو المجتمعية) وبريان إم فورستر (جامعة سانت جوزيف) مع العديد المؤلفين المساهمين. المحتوى الأصلي عبر Openstax (CC BY 4.0 ؛ الوصول مجانًا على https://openstax.org/books/microbiology/pages/1-introduction)


الجراثيم في جسم الإنسان

يمكن الآن العثور على الميكروبات في كل مكان يوفره جسم الإنسان تقريبًا. ومع ذلك ، فإن تعقيد الكائنات الحية الدقيقة لموقع معين يعتمد على الظروف البيئية الخاصة به. فقط الميكروبات القادرة على النمو في ظل هذه الظروف هي التي تسود. تشير المنشورات الحديثة إلى أن الكائنات الحية الدقيقة ليس لها فقط عواقب متعددة وخطيرة للعمليات الفسيولوجية للمضيف مثل التطور بعد الولادة ، والتعديل المناعي وإمدادات الطاقة ، ولكن أيضًا التأثيرات على التطور العصبي والسلوك والإدراك.

في هذا الكتاب سوف نركز على التقنيات الكامنة وراء هذه التطورات ، علم اللاجينوم وعلى الأجزاء المختلفة من جسم الإنسان التي تسكنها الكائنات الحية الدقيقة مثل الفم والأمعاء والجلد والمهبل. بالإضافة إلى ذلك ، تم تخصيص الفصول للتلاعب المحتمل بالميكروبات عن طريق البروبيوتيك والبريبايوتكس وزرع البراز.


تعريف النباتات الطبيعية

تشير النباتات الطبيعية فقط إلى مجموعة الكائنات الحية الدقيقة مثل البكتيريا والفطريات وعدد قليل من الطلائعيات ، والتي عادة ما تستعمر في مواقع تشريحية محددة من جسم الإنسان. تكون الأنسجة السطحية (الجلد والغشاء المخاطي) لجسم الإنسان بشكل عام غير معقم.

ومع ذلك ، فإن الأعضاء والأنسجة الداخلية (الطحال والكبد والبنكرياس والمثانة والأوعية الدموية وما إلى ذلك) بشكل عام معقم ما لم تحدث أي عدوى. في جسم الإنسان ، يتم تجميع البكتيريا الطبيعية في الغالب في مقيم و نبتة عابرة.

أنواع النباتات الطبيعية

يتم تصنيف الكائنات الحية الدقيقة البشرية بشكل أساسي إلى مجموعتين:

فلورا المقيم

  • هم انهم نوع ثابت من الكائنات الحية الدقيقة ، والتي تكون بشكل عام غير مسببة للأمراض.
  • تقتصر البكتيريا المقيمة بشكل دائم على الجلد & # 8217s المناطق العميقة.
  • يستطيعون إعادة أنفسهم إذا انزعجوا.
  • لا يمكن طردهم من الموقع التشريحي.
  • لا ترتبط النباتات المقيمة بانتقال المرض.

فلورا عابرة

  • هم انهم نوع غير محدد من الكائنات الحية الدقيقة ، والتي يمكن أن تكون غير مسببة للأمراض أو من المحتمل أن تكون مسببة للأمراض.
  • تقتصر البكتيريا العابرة مؤقتًا على طبقات الجلد و # 8217 سطحية لساعات أو أيام أو أسابيع.
  • أنهم لا يمكن إعادة أنفسهم.
  • يمكن طردهم من الموقع التشريحي.
  • ترتبط النباتات العابرة ارتباطًا وثيقًا بانتقال المرض ، حيث تعمل ككائنات دقيقة انتهازية مشتقة من البيئة.

هنا ، علينا أن نتذكر أن أي اضطرابات في سكان البكتيريا المقيمة قد ينتج عنها استعمار وانتشار البكتيريا الدقيقة العابرة ، التي تنتج الأمراض.

خصائص النباتات الطبيعية

  1. تحتوي الفلورا الطبيعية على أكثر من 200 نوع بكتيري، من بينها البكتيريا موجبة الجرام هي السائدة.
  2. تشمل العوامل التي تؤثر على البكتيريا الطبيعية العمر والنظام الغذائي والتغذية والجنس والظروف المناعية للشخص.
  3. النباتات الميكروبية لها المركب المكاني الزمانيذ.
  4. لا تشكل الفيروسات والطفيليات البكتيريا الطبيعية.
  5. في ظل الظروف العادية ، تكون البكتيريا غير ضارة أو حتى مفيدة.
  6. أي اضطرابات في النباتات الطبيعية قد تضر بالعائل من خلال نتيجة الكائنات الحية الدقيقة الانتهازية التي قد تتسبب في النهاية في مرض أو عدوى.
  7. يتم استعمار جسم الإنسان بالنباتات الطبيعية بمجرد مرور جسم حديثي الولادة أو حديثي الولادة من خلال الأم & # 8217s المهبل أو تتعرض للبيئة.
  8. المولود الجديد يؤسس فلورا الفم والبلعوم في غضون ساعات قليلة.
  9. بعد يوم واحد ، تتأسس النباتات المقيمة في أسفل الأمعاء حديثي الولادة.

نتائج ومناقشة

اختلافات ثابتة في المجتمعات الميكروبية بين مواقع الجسم بمرور الوقت

عندما العينات من كوستيلو وآخرون. [6] والدراسة الحالية تمت مقارنتها بشكل مباشر ، حيث تتجمع العينات حسب موطن الجسم ، مما يدل على توافق ممتاز بين الدراسات (الشكل 1 أ في [6] الشكل 1 ب في الدراسة الحالية) على الرغم من الاختلافات في تكنولوجيا التسلسل (454 و Illumina GA-IIx ، على التوالي) ، متوسط ​​طول القراءة (229 ± 16 (SD) نيوكليوتيدات و 123 ± 17 (SD) نيوكليوتيدات ، على التوالي) ، ومنطقة تسلسل 16S (V2 و V4 ، على التوالي). كانت مسافات UniFrac بين عينات السلاسل الزمنية 331 التي تم تسلسلها في كل من Illumina و 454 مرتبطة بشكل كبير ، على النحو الذي حدده تحليل Procrustes لمصفوفات الإحداثيات الرئيسية UniFrac غير الموزونة (M2 = 0.161 Monte Carlo ص & lt 0.001 ملف إضافي 1) وترابط بيرسون لمسافات UniFrac لأزواج من العينات (r = 0.91 ص & lt 0.001). كما لاحظ كوستيلو وآخرون. [6] ، تم العثور على المجتمعات البكتيرية للأمعاء والفم والجلد لتكون متميزة من الناحية التركيبية بناءً على تحليل الإحداثيات الرئيسية لمسافات UniFrac غير الموزونة بين المجتمعات (يقيس UniFrac تشابه المجتمع بناءً على الدرجة التي يتشاركون بها طول الفرع على شجرة النشوء والتطور). تُظهر السلسلة الزمنية طويلة المدى لأول مرة أن هذا التمايز بين موقع الجسم مستقر للغاية على مدار أكثر من عام واحد (الشكل 1 ج) ، ولكنه ديناميكي داخل المواقع بمرور الوقت (ملفات إضافية 2 ، 3 ، 4 ، 5 ، 6 ، 7 ، 8 ، 9 ، 10 ، 11 ، 12 ، 13 ، 14 ، 15).

الإحداثيات الرئيسية لتحليل مسافات UniFrac غير الموزونة بين العينات. (أ) كوستيلو وآخرون. [6] عينات. (ب) عينات السلاسل الزمنية M3 و F4. (ج) M3 ، F4 السلاسل الزمنية ، PC1 مقابل الوقت (أيام). تُظهر اللوحات (أ ، ب) و (ج) تحليلين مستقلين للإحداثيات الرئيسية. لمقارنة Costello وآخرون. 454 بيانات (أ) مع بيانات السلاسل الزمنية Illumina (ب) ، تم إنشاء هذه البيانات في تحليل إحداثيات رئيسي واحد لمسافات UniFrac عند 500 تسلسل لكل عينة. لا تحتوي اللوحة (ج) على بيانات 454 ، لذا فهي تستفيد من عمق أخذ العينات المتزايد الممكن على Illumina (تم أخذ عينات بالتساوي إلى 5000 تسلسل لكل عينة لحسابات UniFrac).

الملف الإضافي 2: تغيير تتبع الرسوم المتحركة في الموضع في PC1 و PC2 مع مرور الوقت لجميع مواقع الجسم عبر كلا الشخصين. طريقة العرض المعروضة في هذا الفيديو قابلة للمقارنة مباشرة مع الشكل 1 أ. ألوان الخلفية تتوافق مع الشكل 1 أ. تظهر السلسلة الزمنية M3 على شكل أثر أحمر (مع راحة اليد اليسرى باللون البرتقالي) ، بينما تظهر السلسلة الزمنية F4 على شكل أثر أزرق (مع راحة اليد اليسرى باللون الأبيض). (حجم MOV 1 ميغا بايت)

الملف الإضافي 3: تغيير تتبع الرسوم المتحركة في الموضع في PC1 و PC2 مع مرور الوقت لجميع مواقع الجسم عبر M3.طريقة العرض المعروضة في هذا الفيديو قابلة للمقارنة مباشرة مع الشكل 1 أ. ألوان الخلفية تتوافق مع الشكل 1 أ. تظهر السلسلة الزمنية M3 على شكل أثر أحمر (مع راحة اليد اليسرى باللون البرتقالي). (MOV 631 كيلو بايت)

الملف الإضافي 4: تغيير تتبع الرسوم المتحركة في الموضع في PC1 و PC2 مع مرور الوقت لجميع مواقع الجسم عبر F4. طريقة العرض المعروضة في هذا الفيديو قابلة للمقارنة مباشرة مع الشكل 1 أ. ألوان الخلفية تتوافق مع الشكل 1 أ. تظهر السلسلة الزمنية F4 على شكل أثر أزرق (مع راحة اليد اليسرى باللون الأبيض). (MOV 286 كيلوبايت)

الملف الإضافي 5: تغيير تتبع الرسوم المتحركة في الموضع في PC1 و PC2 و PC3 مع مرور الوقت لجميع مواقع الجسم عبر كلا الأفراد. ألوان الخلفية تتوافق مع الشكل 1 أ. تظهر السلسلة الزمنية M3 على شكل أثر أحمر (مع راحة اليد اليسرى باللون البرتقالي) ، بينما تظهر السلسلة الزمنية F4 على شكل أثر أزرق (مع راحة اليد اليسرى باللون الأبيض). (حجم MOV 2 ميغا بايت)

الملف الإضافي 6: تغيير تتبع الرسوم المتحركة في الموضع في PC1 و PC2 و PC3 مع مرور الوقت لجميع مواقع الجسم عبر M3. ألوان الخلفية تتوافق مع الشكل 1 أ. تظهر السلسلة الزمنية M3 على شكل أثر أحمر (مع راحة اليد اليسرى باللون البرتقالي). (حجم MOV 2 ميغا بايت)

الملف الإضافي 7: تغيير تتبع الرسوم المتحركة في الموضع في PC1 و PC2 و PC3 مع مرور الوقت لجميع مواقع الجسم عبر F4. ألوان الخلفية تتوافق مع الشكل 1 أ. تظهر السلسلة الزمنية F4 على شكل أثر أزرق (مع راحة اليد اليسرى باللون الأبيض). (MOV 996 كيلو بايت)

الحد الأدنى من الأدلة على وجود ميكروبيوم النواة الزمنية بين مواقع الجسم أو داخلها

في حين أن الاختلافات التركيبية الإجمالية بين مواقع الجسم والأفراد كانت مستقرة نسبيًا ، فإن بياناتنا تشير أيضًا إلى وجود `` ميكروبيوتا بشرية أساسية '' مؤقتة صغيرة بشكل مدهش داخل مواقع جسم الفرد (الشكل 2) عندما نحدد `` النواة '' على أنها أنماط سلالات على مستوى الأنواع في موائل الجسم المعطاة التي تمت ملاحظتها في جميع أحداث أخذ العينات. تشير هذه البيانات إلى وجود حد أدنى من الميكروبيوم الأساسي عبر الوقت ، حيث يتناقص حجم النواة على النحو التالي: الفم والجهاز الهضمي والنخيل الأيمن ≈ راحة اليد اليسرى و GT عبر مواقع الجسم داخل الفرد و GT عبر مواقع الجسم والأفراد.

ميكروبيوم اللب الصدغي. جزء من وحدات التصنيف التشغيلية على مستوى الأنواع (OTUs) التي تتكون من الكائنات الحية الدقيقة الأساسية من خلال عدد العينات التي يجب أن تكون OTU موجودة فيها ليتم اعتبارها جزءًا من النواة.

في هذا العمق من التسلسل ، يكون العديد من OTUs إما أعضاء دائمين في المجتمع ، يظهرون في موطن جسم معين ويظلون لفترة طويلة من الوقت ولكنهم غير موجودين بشكل كافٍ ليتم اعتبارهم أعضاء أساسيين ، أو أعضاء مجتمع عابرين ، والذين يظهرون في موطن الجسم وتختفي بعد فترة وجيزة (الشكل 3). تختلف الأصناف التي تتكون منها هذه الفئات الثابتة والعابرة اختلافًا كبيرًا (على سبيل المثال ، M3 gut: Gإينديب, 84.78 ص = 1.80 × 10-14). في القناة الهضمية M3 ، تهيمن كلوستريديا ، البكتيريا ، وبدرجة أقل Erysipelotrichi على المجتمعات الثابتة والعابرة. ومع ذلك ، فإن المجتمع الدائم يتكون أيضًا من Betaproteobacteria و Deltaproteobacteria ، بينما يتكون المجتمع العابر من Actinobacteria و Gammaproteobacteria و Epsilonproteobacteria و Verrucomicrobiae. يتم تقديم ملخصات تصنيفية للمجموعات الدائمة والعابرة لجميع مواقع الجسم من كلا الشخصين في الملف الإضافي 16.

عضوية المجتمع. ملخص عضوية المجتمع لجميع OTUs بتنسيق (أ) القناة الهضمية M3 ، (ب) القناة الهضمية F4 ، (ج) اللسان M3 ، (د) لسان F4 (هـ) M3 راحة اليد اليسرى ، (F) F4 راحة اليد اليسرى ، (ز) M3 كف اليد اليمنى ، و (ح) F4 كف اليد اليمنى. يتم تلوين النقاط OTUs من خلال وفرتها النسبية المتوسطة المحسوبة على جميع العينات التي تحدث فيها ، وتلخص المخططات الدائرية تصنيفات مستوى الفصل التي تمت ملاحظتها على أنها وحدات OTU ثابتة وعابرة.

لقد طبقنا عدة تقنيات للتحكم في احتمال الخلط بين المجموعات المستمرة ومجموعات عابرة إذا كانت في بعض الأحيان أقل من عتبة الكشف. أولاً ، عند حساب الحد الأقصى لعدد الملاحظات المتتالية لوحدة OTU ، قمنا بحساب عدد صفري واحد لـ OTU على أنه لا يقطع سلسلة من الملاحظات المتتالية ، بشرط أن كلا النقطتين الزمنيتين المتجاورتين حققتا عددًا غير صفري لتلك OTU. ثانيًا ، أعدنا تسلسل 331 عينة من عينات السلاسل الزمنية على النظام الأساسي 454 ، وأعدنا حساب ملخصات الأصناف الثابتة والعابرة. وجدنا أنه ، بالنسبة لكل من الأفراد ، لم يكن تكوين القناة الهضمية الدائمة والمجتمعات الشفوية مختلفًا بشكل كبير بين 454 و Illumina على الرغم من وجود ما يقرب من 40 ضعفًا في عمق التسلسل. ومع ذلك ، كانت مجتمعات النخيل الثابتة مختلفة بشكل كبير في كلتا الحالتين. أحد العوامل المربكة المحتملة في هذه المقارنة هو التحيز التمهيدي ، حيث تم تسلسل منطقة V2 على 454. لذلك أجرينا 1،000 تكرارًا لهذا التحليل عن طريق اختزال بيانات Illumina إلى 5000 تسلسل لكل عينة وإعادة حساب تكوين المجموعة الثابتة لكل فرد. وموائل الجسم. في هذا التحليل ، سبعة من ثمانية أزواج من موقع الفرد / الجسم لم تختلف أبدًا بشكل كبير عن تكوين المجتمع المستمر في مجموعة بيانات Illumina الكاملة. كان الاستثناء الوحيد هو مجتمع القناة الهضمية F4 ، والذي كان مختلفًا بشكل كبير في ما يقرب من نصف التكرارات. عند إعادة أخذ العينات على عمق 10000 تسلسل لكل عينة ، لم يحقق مجتمع القناة الهضمية المستمر F4 فرقًا كبيرًا عن ذلك المحدد في مجموعة بيانات Illumina الكاملة. يتم عرض النتائج الكاملة لهذه التحليلات في ملف إضافي 17. كان تعيين المجموعات على أنها "ثابتة" قابلاً للتكرار بشكل كبير عبر منصات التسلسل و amplicons ، على الرغم من أنه لا يزال من الممكن أن يكون خطأ التسلسل أو أصناف الوفرة المنخفضة جدًا التي تقع أحيانًا أقل من عتبة الاكتشاف يمكن أن يؤدي إلى التقليل من حجم المجموعة المستمرة.

المجتمعات الميكروبية الديناميكية مؤقتًا والارتباطات بين مواقع الجسم

كانت الاختلافات في مسافات UniFrac في راحة اليد اليمنى واليسرى في النقاط الزمنية المجاورة لكلا الشخصين مرتبطة بشكل كبير (ارتباط بيرسون لـ M3 ، r = 0.69 ، ص = 2.07 × 10 -46 لـ F4 ، r = 0.64 ، ص = 3.77 × 10 -16) ، ربما بسبب موازنة المجتمعات الميكروبية عبر النخيل عن طريق الاتصال الجسدي. لم نر ارتباطات بين مواقع الجسم الأخرى. بينما كان حجم واتجاه التغيير في الاختلاف الوراثي بين النقاط الزمنية المجاورة مرتبطين بين مواقع النخيل ، لم تكن الأصناف الميكروبية على مستوى الأنواع الموجودة في كل جهة مرتبطة بشكل كبير ، مما يؤكد الملاحظات السابقة التي ، في نقطة زمنية واحدة ، اليد اليسرى واليمنى من فرد واحد قد يتشارك في عدد قليل نسبيًا من OTUs [13].

بالنسبة لمواقع الجسم الفردي ، كانت المسافات داخل الموضوع أقل من المسافات بين الموضوع ، مما يشير إلى نمط مستقر ، متسق عبر مواقع الجسم ، في الاختلافات بين الموضوع عبر الوقت. على سبيل المثال ، كانت مسافات عينة البراز بين الموضوع أعلى بكثير من مسافات عينة البراز M3 (t = 15.52 ص & lt 0.001 وحيد الذيل ، عينتان ر-اختبار) ومسافات العينة البرازية داخل F4 (t = 33.45 ص ≤ 0.001 ذيل واحد ، عينتان ر-اختبار).

تظهر ديناميكيات المجتمع الميكروبي بشكل خاص في الرسوم المتحركة لتحليل الإحداثيات الرئيسية (ملفات إضافية 2 ، 3 ، 4 ، 5 ، 6 ، 7) حيث يتم تمثيل أنواع العينات (الموضوع ، مجموعات موقع الجسم) على أنها آثار متحركة على خلفية كوستيلو وآخرون. البيانات. تعطي الآثار صورة فورية للتنوع داخل كل موقع من مواقع الجسم ، والتميز النسبي للمواقع والمواضيع ، والسرعة النسبية للتغيير في كل موقع. تساهم أزهار بعض الأصناف في الاختلافات داخل الموقع بمرور الوقت ، كما هو الحال مع تضاؤل ​​وفرة البكتيريا المتقلبة النسبية في القناة الهضمية لكل من M3 و F4 (ملفات إضافية 8 و 9 ، لوحة اللجوء (البط البري)). تظهر أنماط مماثلة في جميع المستويات التصنيفية ومواقع الجسم (ملفات إضافية 8 ، 9 ، 10 ، 11 ، 12 ، 13 ، 14 ، 15). ستضيف مثل هذه التصورات لديناميات المجتمع الميكروبي بعدًا آخر للدراسات طويلة المدى للحالات السريرية المتغيرة ، مثل مرض التهاب الأمعاء أو العلاجات الدوائية ، والتغيرات في النظام الغذائي أو نمط الحياة.


الفلورا الميكروبية أو الميكروبيوتا للجسم البشري

ميكروبيوتا والتي يمكن أن تسمى أيضًا البكتيريا الطبيعية هي مجموع الكائنات الحية الدقيقة الموجودة بطبيعتها في بيئة أو جسم أو موقع معين في كل نقطة زمنية محددة. ميكوفلورا هي كائنات فطرية تعيش في مواقع معينة من الجسم كنباتات طبيعية دون التسبب في عدوى أو مرض. تدخل الكائنات الحية الدقيقة في منافسة مع مسببات الأمراض الموجودة في جسم الإنسان وداخله بهدف تخريب أنشطتها المسببة للأمراض والفتاكة داخل العائل. يفعلون ذلك من خلال عملية تسمى amensalism (آلية تداخل بكتيري). في حالة انعدام الحساسية ، تستخدم البكتيريا الطبيعية المساحة المتاحة والمغذيات والمياه والموارد الأخرى (التي يحتاجها العامل الممرض لإحداث العدوى والمرض) في المضيف وتنتج مواد تقاوم آلياتها المسببة للأمراض في المضيف. Amensalism هو تفاعل ضار بين ميكروب وميكروب يكون فيه لمنتج أو نشاط كائن حي دقيق تأثير ضار على كائن حي دقيق آخر.

انقر هنا لشراء كتاب علم البكتيريا

ومع ذلك ، يمكن أن تتحول الكائنات الحية الدقيقة من الكائنات الحية الدقيقة غير الضارة إلى مسببات الأمراض المحتملة لمضيف في بعض الحالات الاستثنائية. يمكن للآخرين أيضًا أن يصبحوا كائنات دقيقة انتهازية والتي تسبب المرض فقط في المضيف عن طريق الصدفة ، أي عندما تفضل البيئة أو الجسم للفرد ازدهارها (على سبيل المثال ، في حالة نقص المناعة كما هو الحال في مرضى فيروس نقص المناعة البشرية / الإيدز أو فرد لديه جهاز مناعة لديه تم قمعها بسبب العلاج الكيميائي). يمكن أن يؤدي الإفراط في استخدام المضادات الحيوية والإجهاد وعدم التوازن الغذائي في البشر إلى أن تصبح الكائنات الحية الدقيقة مسببة للأمراض في الطبيعة. وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن المواد والمواد المختلفة (سواء أكانت إكلينيكية أو غير إكلينيكية) لها نباتات ميكروبات خاصة بها معروفة جيدًا وفريدة جدًا بالنسبة لها.

يجب على عالم الأحياء الدقيقة أن يطلع نفسه على المعرفة الأساسية للميكروبات المختلفة التي تشكل أجزاء مختلفة من جسم الإنسان أو البيئة التي تتكون منها العينات التي سيعملون معها في المختبر. سيسمح هذا للعالم بالتوصل إلى استنتاجات ملموسة بشأن الاستنتاجات المستمدة من بحث أو اختبار معين بحيث لا يعتمد الحكم النهائي للتجربة على الجراثيم (التي ليست ضارة وقد لا تكون بالضرورة الهدف أو سبب المرض. يجري فكها). جسم الإنسان مليء بالكائنات الحية الدقيقة المفيدة التي تساعد على إبقاء الكائنات المعدية في مكانها وهذه الكائنات الحية (أي البكتيريا الطبيعية) تمنح فوائد صحية أخرى للفرد (شكل 1). والجدير بالذكر أن الجنين في بطن الحامل (أي: في الرحم) خالية من البكتيريا الطبيعية. يبدأ البشر في تطوير وتشكيل الكائنات الحية الدقيقة الخاصة بهم بعد ثوانٍ قليلة من الولادة حيث تستعمر الكائنات الحية الدقيقة أجزاء الجسم الخارجية والداخلية. يصبح الرضع مستعمرين بعدد كبير من الكائنات الحية الدقيقة والمعايشات التي تشكل جميعها البكتيريا الطبيعية وتبدأ عملية استعمار الجراثيم هذه في الرضيع بعد الولادة بفترة وجيزة ويستمر هذا مع نمو الرضيع. بعض الأنسجة الداخلية للإنسان السليم بما في ذلك الدم وخلايا المخ والعضلات والسائل النخاعي (CSF) تكون عادة خالية من الجراثيم ، أي أنها خالية من الكائنات الحية الدقيقة بما في ذلك النباتات الطبيعية ، ويقال أنها معقمة. ومع ذلك ، في حالة وجود عدوى أو مرض ، فإن هذه السوائل التي تبدو معقمة في جسم الإنسان (على سبيل المثال ، CSF) سوف تتلوث بالكائنات الدقيقة المسببة للأمراض ، وعادة ما تكون العينات المأخوذة للزراعة في المختبر إيجابية بسبب وجود مسببات الأمراض في معهم.

شكل 1: تشريح الإنسان يظهر مواقع الجسم التي استعمرتها الكائنات الحية الدقيقة. الصورة مجاملة: https://www.microbiologyclass.com

هناك عدد كبير من الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء للإنسان والحيوانات الأخرى ، وهذه الكائنات الحية أو النباتات الطبيعية تلعب أدوارًا حيوية في حماية الأمعاء والأعضاء المرتبطة بها من غزو الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض. تشمل بعض الوظائف التي تقوم بها البكتيريا الطبيعية في الجهاز الهضمي للإنسان قمع نمو مسببات الأمراض ، وهضم ركائز الطاقة غير المستغلة ، وتحفيز نمو الخلايا ، وتدريب جهاز المناعة على الاستجابة فقط لمسببات الأمراض. عادة ما يكون الجهاز الهضمي بأكمله (GIT) عند الإنسان عقيمًا (أي خالٍ من الكائنات الحية الدقيقة) عند الولادة ، ولكن أنواعًا مختلفة من الميكروبات (الضارة والمفيدة) تبدأ في استعمار الأمعاء البشرية بعد تناول الطعام.

يوجد أكثر من 500 نوع مختلف من الكائنات الحية الدقيقة في أمعاء الإنسان ، ويختلف نوع الكائنات الحية الدقيقة التي تستعمر كل قسم من أجزاء الجهاز الهضمي اختلافًا كبيرًا باختلاف نوع الطعام الذي يتم تناوله. على سبيل المثال، Bifidobacterium هي البكتيريا الأكثر انتشارًا أو النباتات الطبيعية التي تحتل الجهاز الهضمي للرضع على حليب الثدي. Bifidobacterium فيما بعد انضمت إليه ميكروبات أخرى بما في ذلك المعوية ، العصيات اللبنية ، البكتيريا ، المطثية و المكورات المعوية بعد فطام الرضيع ، وإدخال أنواع أخرى من الطعام غير لبن الأم. هذه الميكروبات (خاصة بيفيدوباكتيريا) تُعرف باسم النبتات الدقيقة الطبيعية في القناة المعوية ، وتلعب أدوارًا حيوية في الجهاز الهضمي بما في ذلك منع استعمار الأمعاء بواسطة الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض. يتم عرض ملخص لبعض الجراثيم أو البكتيريا الطبيعية لجسم الإنسان وموقعها في الجدول 1. بالإضافة إلى ذلك ، تساعد هذه الكائنات أيضًا على تحسين الهضم والتغذية في مضيفها البشري ، وحفنة منها مثل بيفيدوباكتيريا من المعروف أنها تنتج فيتامينات مهمة (مثل فيتامين ب 12 وك) وجزيئات مفيدة أخرى في الجسم. ومع ذلك ، يمكن أن تحدث الأمراض البكتيرية وحتى داء الفطريات عندما يتم ضبط التوازن الطبيعي للنباتات الدقيقة في الجسم ، خاصة عن طريق الاستخدام المطول للمضادات الحيوية وسوء التغذية وتقلص بعض الأمراض مثل فيروس نقص المناعة البشرية / الإيدز (الجدول 1). إن الاستخدام غير العقلاني للمضادات الحيوية بدون وصفة طبية يزيل الفلورا الطبيعية في الجسم ، وهذا يسمح لمسببات الأمراض بالازدهار والتكاثر ، مما يتسبب في إصابة الفرد بالعدوى أو المرض.

تتلخص الأجزاء الرئيسية من جسم الإنسان المستعمرة بشكل طبيعي من قبل الكائنات الحية الدقيقة غير الضارة (أي البكتيريا الطبيعية) والأمراض التي يمكن أن تحدث في تلك الأجزاء عندما يكون أداء الجسم الطبيعي غير مستقر في الجدول 1. بعد التعرض لعامل مرض معد ، يتلوث الجسم بالعامل ، ويطور الكائن الدقيق الممرض في النهاية مرضًا أو عدوى في المضيف البشري أو الحيواني المعرض للإصابة وفقًا لنمط محدد. ومع ذلك ، فإن الفلورا الطبيعية في جسم المضيف تساعد أيضًا على كشف العدوى أو تطور المرض جنبًا إلى جنب مع جهاز المناعة. يمكن أن يؤدي الاستخدام غير المناسب للمضادات الحيوية إلى زعزعة استقرار النباتات الطبيعية في الجسم والسماح لمسببات الأمراض بتأسيس نفسها ، مما يتسبب في حدوث عدوى أو مرض في المضيف.

الجدول 1: بعض الجراثيم في جسم الإنسان وموقعها

الميكروبيوتاجزء من الجسممرض
الزائفة ، المعوية ، تجلط الدم سلبي المكورات العنقودية (CNS) ، Diphtheroids الأذن الخارجية التهاب الأذن الوسطى ، تعفن الدم ، تجرثم الدم والدفتيريا
المكورات العقدية ، Propionibacterium ، المكورات العنقودية ، Pseudomonas ، Acinetobacter ، Klebsiella ، Enterobacter ، الوتدية ، Malassezia ، Proteus ، Pityrosporum ، المبيضات جلد تجرثم الدم وتسمم الدم والالتهاب الرئوي وداء المبيضات
المكورات المعوية ، المتفطرة ، الشعيات ، البكتيريا ، المكورات الببتوستريبتوكسية ، الإشريكية ، المغزلية ، المتقلبة ، كليبسيلا ، اللاكتوباسيلوس ، المطثيات ، الزائفة ، البكتيريا الأسينية ، العقدية ، المكورات العنقودية ، الجهاز العصبي المركزي الأمعاء الغليظة التهابات المكورات العنقودية والمكورات العقدية ، تسمم الدم ، تجرثم الدم
العقدية ، CNS ، المستدمية ، المكورات العنقودية العين (الملتحمة)التهاب الملتحمة ، تجرثم الدم ، الالتهاب الرئوي
المعوية ، العصيات اللبنية ، المطثية ، المكورات المعوية ، المتفطرة ، البكتيريا الأمعاء الدقيقة تجرثم الدم والإنتان
المكورات العقدية ، المكورات العنقودية ، الإيكينيلا ، المبيضات ، فيلونيلا ، المكورات العقدية فيريدانز ، المغزلية ، النيسرية ، الوتدية ، اللولبية ، الشعيات ، CNS ، Prevotella ، المستدمية ، Capnocytophaga ، العصيات اللبنية ، Geotrichum الفم والجهاز التنفسي التهاب الحلق وتعفن الدم والالتهاب الرئوي والتهاب السحايا وداء المبيضات وتجرثم الدم
المغزلية ، CNS ، المكورات الببتوستربتوكسية ، العقدية ، البكتيريا ، المتفطرة الإحليل التهاب الإحليل والإنتان
هيليكوباكتر ، العقدية ، المعوية ، المكورات العنقودية ، العصيات اللبنية ، المكورات العقدية المعدة تسمم الدم وتجرثم الدم
النيسرية ، CNS ، المستدمية ، المكورات العنقودية ، العقديات أنف عدوى الجهاز التنفسي العلوي
كلوستريديوم ، المبيضات ، العصيات اللبنية ، غاردنريلا ، الخناقات، البكتيريا ، العقديات ، المكورات الببتوستربتوكسية المهبل التهاب المهبل وداء المبيضات والتهاب الإحليل

  1. إنها تجعل الإنسان السليم أقل عرضة لمسببات الأمراض.
  2. أنها تساعد في تحفيز جهاز المناعة ضد مسببات الأمراض.
  3. تمنع غزو واستعمار مسببات الأمراض في الجسم.
  4. أنها توفر الحماية ضد العدوى في مواقع الجسم (الداخلية أو الخارجية) التي توجد فيها.
  5. تمنع مسببات الأمراض من استعمار أجزاء معينة من جسم الإنسان. على سبيل المثال، الملبنة الحمضة، البكتيريا المقيمة في مهبل النساء تنتج حمض اللاكتيك من تخمر الجليكوجين. هذا يحافظ على بيئة حمضية ضعيفة تمنع مسببات الأمراض مثل المبيضات البيض وغيرها من البكتيريا الهوائية من استعمار مهبل الأنثى البالغة ، كما أنها تمنع التصاق مسببات الأمراض على جلد الإنسان وأجزاء أخرى من الجسم بما في ذلك الأسطح المخاطية.
  6. وتنتج النبيت الجرثومي المعوي فيتامين ب12 وفيتامين ك (الذي لا يصنعه الإنسان) في القناة الهضمية.
  7. تساعد النبيت الجرثومي المعوي في إنتاج الأحماض والغازات العضوية (المعروفة باسم الريح) في أمعاء الإنسان والحيوان.
  8. إنها تمنع نمو مسببات الأمراض في الجسم عن طريق إنتاج مواد كيميائية تقاوم أنشطة الميكروب الممرض الغازي.
  9. تنتج البكتيريا الطبيعية فيتامينات مهمة في الجسم مثل الكوبالامين (فيتامين ب 12) في القناة الهضمية. يُعتقد أيضًا أنها تحفز جهاز المناعة عن طريق إنتاج أجسام مضادة طبيعية معينة تحارب المستضدات الغازية.
  10. تساعد المعرفة بالميكروبات الموجودة في أجزاء مختلفة من الجسم وعلى أجزاء مختلفة من الجسم اختصاصي الأحياء الدقيقة على التعرف على العدوى / المرض المحتمل الذي سيحدث في موقع معين من الجسم ونوع الكائنات الحية الدقيقة التي يجب توقعها من ثقافة العينات المأخوذة من مواقع الجسم هذه. .

قراءة متعمقة

بروكس جي إف ، بوتيل جي إس ومورس إس إيه (2004). علم الأحياء الدقيقة الطبية ، الطبعة 23. ماكجرو هيل للنشر. الولايات المتحدة الأمريكية.

جيليجان بي إتش ، شابيرو دي إس وميلر إم بي (2014). حالات في علم الأحياء الدقيقة الطبية والأمراض المعدية. الطبعة الثالثة. مطبعة الجمعية الأمريكية لعلم الأحياء الدقيقة ، الولايات المتحدة الأمريكية.

Madigan MT ، Martinko JM ، Dunlap P.V and Clark D.P (2009). بيولوجيا بروك للكائنات الدقيقة ، الطبعة الثانية عشر.بيرسون بنجامين كامينغز ، الولايات المتحدة الأمريكية.

ماهون سي آر ، ليمان دي سي ومانوسيليس جي (2011). كتاب علم الأحياء الدقيقة التشخيصي. الطبعة الرابعة. ناشر سوندرز ، الولايات المتحدة الأمريكية.

باتريك ر.موراي ، إلين جو بارون ، جيمس هـ.جورجنسن ، ماري لويز لاندري ، مايكل أ.فالير (2007). دليل علم الأحياء الدقيقة السريرية ، الطبعة التاسعة: الجمعية الأمريكية لعلم الأحياء الدقيقة.

ويلسون ب.أ ، ساليرز إيه ، ويت دي دي ، وينكلر إم إي (2011). التسبب البكتيري: نهج جزيئي. الطبعة الثالثة. مطبعة الجمعية الأمريكية لعلم الأحياء الدقيقة ، الولايات المتحدة الأمريكية.

وودز جي إل وواشنطن جا (1995). الطبيب ومختبر الأحياء الدقيقة. Mandell GL، Bennett JE، Dolin R (eds): مبادئ وممارسات الأمراض المعدية. الطبعة الرابعة. تشرشل ليفينجستون ، نيويورك.


الجزء 2: الحفاظ على تكافل الميكروب المضيف

00: 12.2 اسمي لورا هوبر
00: 14.0 وأنا أستاذ في قسم المناعة
00: 16.1 في المركز الطبي بجامعة تكساس ساوثويسترن في دالاس ،
00: 20.0 وأنا أيضًا محقق
00: 22.2 من معهد هوارد هيوز الطبي.
00: 24.2 وهكذا في حديثي الثاني في هذه السلسلة ،
00: 26.2 سأتحدث عن كيفية صيانتنا
00: 28.3 العلاقات التكافلية بين المضيف والميكروبات
00: 32.0 مع الميكروبات التي تستعمر أمعائنا.
00: 35.1 إذن ، في الأول.
00: 37.0 أول ندوة لي في هذه السلسلة ،
00: 38.2 تحدثت عن كيفية عمل أمعاء الإنسان
00: 40.2 مستعمرة بين
00: 43.2 10-100 تريليون بكتيريا ،
00: 46.2 وهذا على عكس خلايانا ،
00: 48.3 والتي يبلغ عددها تريليون فقط ، لذا ، مرة أخرى ،
00: 51.2 نحن في أفضل الأحوال بشر بنسبة 10٪ فقط.
00: 54.0 وتحدثت أيضًا عن حقيقة ذلك
00: 56.1 هذه الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء
01: 00.0 تمنح فوائد أيضية كبيرة
01: 02.2 بتحرير الطاقة من وجباتنا الغذائية
01: 05.0 يمكننا بعد ذلك تناولها والاستفادة منها.
01: 08.3 إذن ، السؤال الكبير في المجال هو ،
01: 12.0 سؤال مهم جدًا في المجال
01: 16.0 كيف نحافظ على هذه البكتيريا
01: 19.0 محصور في تجويف الأمعاء
01: 21.3 ومنعهم من الهروب إلى الأنسجة العميقة ،
01: 24.2 حيث يمكن الإصابة بالعدوى والأمراض.
01: 29.2 ولذا سأجيب على هذا السؤال جزئيًا اليوم
01: 33.1 بالحديث عن بعض الأبحاث الجارية في مختبري ،
01: 35.2 وهذا ما قمنا به خلال السنوات العشر الماضية.
01: 38.2 إذن ، السؤال هو حقًا ،
01: 40.2 كيف نتعايش مع 100 تريليون بكتيريا
01: 42.2 دون أن يصاب بالمرض؟
01: 46.0 إذن ، الكثير من العمل
01: 48.2 كان هذا مستمرًا في مختبري خلال العقد الماضي أو نحو ذلك
01: 52.0 ركز على ظهارة الأمعاء.
01: 55.2 فهذه هي بطانة الأمعاء
01: 57.3 وهذا تخطيطي للأمعاء الدقيقة
02: 01.0 لإنسان أو فأر ،
02: 04.2 اعتمادًا على ما تنظر إليه ،
02: 07.0 والنقطة الرئيسية هي أن هناك طبقة واحدة من الخلايا الظهارية
02: 10.0 تبطن كامل سطح الأمعاء.
02: 12.0 هذه هي الواجهة الرئيسية حقًا
02: 15.1 بين الأنسجة العميقة
02: 17.0 وتريليونات البكتيريا
02: 19.1 التي تسكن تجويف الأمعاء
02: 21.1 وتضفي هذه الفوائد الأيضية الهامة جدًا.
02: 25.1 إذاً ، الظهارة المعوية
02: 27.1 هو حقًا حارس بوابة مهم للجسم
02: 30.1 ولذا فهو مهم جدًا لتحديده
02: 32.2 نتيجة هذه العلاقات بين المضيف والميكروبات ،
02: 34.3 ولهذا السبب
02: 37.1 ركزنا الكثير من جهودنا على الفهم
02: 40.1 كيف تستجيب الظهارة لميكروباتنا.
02: 43.1 وقد فعلنا كل هذا
02: 46.1 بإجراء تجارب على الفئران.
02: 49.3 لذا ، في ندوتي الأخيرة ،
02: 53.2 ناقشت بإيجاز استخدام الفئران الخالية من الجراثيم
02: 56.1 كأدوات تجريبية أساسية في أبحاث الكائنات الحية الدقيقة ،
03: 00.2 وهذه أيضًا أداة تجريبية أساسية في مختبري ،
03: 04.3 وهذا يظهر مرة أخرى
03: 07.2 الإعداد التجريبي الأساسي ،
03: 09.2 يتكون من غلاف عازل بلاستيكي ،
03: 12.2 الجزء الداخلي منها معقم ،
03: 15.0 وبعد ذلك يمكننا تربية الفئران
03: 17.2 تحت ظروف معقمة ميكروبيولوجيا تماما.
03: 19.3 هذه الفئران لا تحتوي على كائنات دقيقة
03: 22.2 في أو على أجسادهم ،
03: 24.2 لذلك لا بكتيريا ولا فطريات.
03: 28.0 ولذا يمكننا استخدام هذه الفئران
03:30.3 للتحقيق في كيفية استجابة الخلايا الظهارية
03: 34.2 عندما يواجهون بكتيريا لأول مرة.
03: 37.3 ويمكننا استخدام ذلك لمعرفة كيفية عمل الخلايا الظهارية
03: 42.3 نبقي هذه الكائنات خارج أنسجتنا العميقة.
03: 46.1 وهكذا أحد الأساليب
03: 48.2 كان هذا حقًا مفتاح هذا الجهد
03: 51.1 يستخدم سلسلة من التقنيات
03: 53.3 التي يشار إليها باسم transcriptomics.
03: 55.3 في الأساس ، ما فعلناه
03: 57.3 تبدأ بـ
04: 01.1 مقارنة الجينات التي يتم التعبير عنها
04: 04.0 في الفئران الخالية من الجراثيم ،
04: 05.2 ونحدد الجينات التي يتم التعبير عنها
04: 07.2 باستخدام المنهج التجريبي
04: 11.1 تتضمن المصفوفات الدقيقة للحمض النووي.
04: 14.0 حتى نتمكن من تحديد الجينات التي يتم التعبير عنها
04: 17.0 تحت ظروف خالية من الجراثيم
04: 18.2 ثم ​​نقارن هذا بالجينات التي يتم التعبير عنها
04: 21.1 في ظل الظروف المستعمرة تقليديًا ،
04: 22.3 لذا فهذه هي الفئران التي لديها
04: 25.2 ميكروبيوتا طبيعية متنوعة في أحشائها ،
04: 27.2 وهكذا ننظر إلى أنواع الجينات
04: 30.1 التي يتم التعبير عنها في ظل هذه الشروط أيضًا.
04: 32.2 وهكذا إذا قارنت هذه
04: 36.2 تجربتان لمصفوفة ميكروأري DNA ،
04: 37.2 يمكنك الخروج بقائمة
04: 39.3 الجينات المحفزة للجراثيم.
04: 42.1 فهذه هي الجينات الموجودة
04: 45.3 بشكل أساسي في الفئران الخالية من الجراثيم
04: 48.1 وهي قيد التشغيل في الفئران التي أثيرت تقليديًا.
04: 50.2 وقد فكرنا في ذلك في البداية
04: 52.2 هذه القائمة من الجينات المحفزة للجراثيم
04: 55.0 قد تشمل الجينات المشفرة للبروتينات
04: 57.2 مهمة للدفاع
05: 00.0 سطح الأمعاء
05: 01.1 ضد تريليونات البكتيريا
05: 04.0 الموجودة في تجويف القناة الهضمية.
05: 06.0 وهكذا توصلنا بالطبع
05: 07.3 قائمة طويلة من الجينات المسببة للميكروبات
05: 10.2 ونحن نوعا ما غربلنا هذه الجينات
05: 12.3 وبحثوا عن نجاحات مثيرة للاهتمام ،
05: 15.1 وأحد الجينات التي كانت مثيرة للاهتمام بشكل خاص بالنسبة لنا ،
05: 18.3 وهذا ما عملنا عليه في معظم الأوقات الأخيرة
05: 22.2 8 أو 10 سنوات أو نحو ذلك ،
05: 24.1 هو جين يقوم بترميز بروتين يسمى RegIIIÃ ° Â â.
05: 28.0 إذن RegIIIÃ ° Â â € عضو
05:30.2 لعائلة كبيرة من البروتينات
05: 33.1 تسمى عائلة المحاضرات من النوع C ،
05: 35.3 ومعظم افراد هذه العائلة من البروتينات
05: 39.1 يشفر البروتينات التي ترتبط بروابط الكربوهيدرات ،
05: 43.1 وسأخبرك بعد دقيقة
05: 45.2 حول يجند الكربوهيدرات المرتبط بـ RegIIIÃ ° Â â €.
05: 49.0 اسم RegIIIÃ ° Â â €
مشتق 05: 51.2 في الواقع من الاكتشاف الأولي لـ RegIIIÃ ° Â â €
5:55.2 في جزر البنكرياس ،
05: 58.1 لذلك تم تسميته في البداية
06: 02.2 تجديد البروتين المشتق من جزيرة - Ã ° Â - على سبيل المثال ،
06: 06.0 وهناك أيضًا ÃŽÂ ± و ² في الفئران.
06: 08.3 لكنه موقع التعبير الرئيسي
06: 11.2 ليس البنكرياس ، كما اتضح ،
06: 13.1 إنها الأمعاء الدقيقة ،
06: 14.2 وهذا ما وجدناه في تحليل النسخ.
06: 17.2 ويمكنك أن ترى هنا أننا إذا كنا
06: 20.1 انظر إلى مستويات الرنا المرسال (mRNA)
06: 22.3 للجين ترميز RegIIIÃ ° Â â € ،
06: 25.2 لا يمكن اكتشافه عمليًا في الفئران الخالية من الجراثيم ،
06: 30.0 لذلك لا ترى الكثير من هذا الجين يتم التعبير عنه في ظل ظروف خالية من الجراثيم ،
06: 33.1 ولكن إذا كان لديك بكتيريا في الأمعاء ،
06: 36.0 لذلك تسمى هذه الفئران المرتفعة تقليديًا ،
06: 39.2 ترى قدرًا كبيرًا من تعبير RegIIIÃ ° â â €.
06: 43.2 وقد حللنا نحن وآخرون التركيب البلوري
06: 46.3 للشكل البشري ،
06: 49.0 المكافئ البشري لـ RegIIIà °  ⠀ ºÂ¾ ،
06: 51.0 والذي يسمى في الواقع بشكل مربك RegIIIÃŽÂ ±.
06: 54.2 هذا هو التركيب البلوري
06: 56.1 ولها هيكل
06: 58.2 هذا نموذجي للغاية بالنسبة لمحاضرة من النوع C.
07: 01.1 نقطة أخرى سأوضحها وهي ذلك
07: 03.1 هذا بروتين صغير جدًا
07: 05.1 يتم إفرازه من سطح بطانة الأمعاء ،
07.3: 07.3 لذلك يتم إفرازه من على سطح الخلايا الظهارية
07: 10.3 وفي تجويف القناة الهضمية ،
07: 13.0 حيث تتوقع أنه سيواجه البكتيريا.
07: 16.1 وهذا هو الدافع حقًا
07: 20.0 التجربة التالية التي سأخبركم عنها ،
07: 23.0 حيث كنا نحاول معرفة ذلك
07: 28.0 ماذا كانت وظيفة هذا البروتين.
07: 29.2 لذلك ، علمنا أنه تم التعبير عنها ،
07: 32.1 مستحث بشكل بارز ،
07:33.2 استجابةً للميكروبات ،
07: 35.1 لكننا لم نكن نعرف أي شيء عن وظيفتها.
07: 38.0 إذن إحدى التجارب العديدة التي أجريناها
07: 41.3 كان لصنع كميات كبيرة من RegIIIÃ ° â â € في الخلايا ،
07: 49.3 تنقية هذا البروتين ،
07: 51.1 ثم قم بإضافته إلى
07: 53.2 خلايا بكتيرية مختلفة في أنابيب الاختبار ، بشكل أساسي ،
07: 57.2 ثم ​​انظر من ينجو.
07: 59.1 يسمى هذا بمقايسة الطلاء المخفف ،
08: 02.1 لذلك على المحور ص
08: 05.1 لديك عدد البكتيريا المتبقية
08: 07.0 بعد ساعتين من التعرض لـ RegIIIÃ ° â â € في أنبوب اختبار.
08: 10.2 وما يمكنك رؤيته هو ذلك
08: 12.2 إذا نظرنا إلى البكتيريا
08: 15.1 مثل Listeria monocytogenes ،
08: 17.0 المكورات المعوية البرازية ،
08: 18.2 أو Staphylococcus aureus ،
08: 19.3 جميعها بكتيريا موجبة الجرام ،
08: 23.1 وسأشرح في الشريحة التالية
08: 25.1 الفرق بين موجب الجرام وسالب الجرام ،
08: 27.3 ما تراه هو تلك البكتيريا
08: 29.3 لا تعمل بشكل جيد ،
08: 31.1 لا ينجون ،
08: 33.1 ويخبرنا هذا الاختبار بالطلاء المخفف
08: 35.2 أن RegIIIÃ ° Â يمكن أن تقتل هذه البكتيريا.
08: 38.1 في المقابل ، البكتيريا سالبة الجرام
08: 40.2 مثل الإشريكية القولونية
08: 42.2 مقاومة إلى حد ما لتأثيرات RegIIIÃ ° Â â €.
08: 46.1 لذلك ، كان هذا ممتعًا للغاية بالنسبة لنا
08: 47.3 لأنه أخبرنا بذلك
08: 49.3 RegIIIÃ ° â هو بروتين مبيد للجراثيم
08: 53.3 وهو يقتل البكتيريا موجبة الجرام على وجه التحديد.
08: 56.3 وكان أحد الأسباب التي جعلت هذا مثيرًا للاهتمام هو
09: 00.1 كان هذا أول مثال على محاضرة من النوع C يمكنها القيام بذلك.
09: 04.2 إذن ، أحد أول الدلائل التي حصلنا عليها
09: 08.1 كيف يحدد RegIIIÃ ° ويقتل أهدافه البكتيرية
09: 13.2 كان له علاقة بهذا الاختلاف
09: 15.3 بين البكتيريا موجبة الجرام وسالبة الجرام ،
09: 18.1 لذلك كان هذا دليلًا أساسيًا.
09: 20.3 ولن أريكم بيانات هذا ،
09: 23.1 تم نشره بالكامل ،
09: 24.2 لكن ما وجدناه هو ذلك
09: 27.3 RegIIIÃ ° - في الواقع يربط مكونًا أساسيًا
09: 32.0 من جدار الخلية البكتيرية المسمى ببتيدوغليكان.
09: 34.2 إذن ، الببتيدوغليكان
09: 37.2 سلسلة طويلة جدًا من الكربوهيدرات.
09: 39.2 يتكون من N-acetylglucosamines
09: 42.1 وأحماض N-acetylmuramic.
09: 45.1 هذه جزيئات سكر
09: 47.1 مرتبطة ببعضها البعض في سلاسل طويلة ،
09: 49.0 وهذه السلاسل مرتبطة ببعضها البعض ،
09: 51.0 السلاسل المتوازية في جدار الخلية البكتيرية مرتبطة ببعضها البعض
09: 55.1 بواسطة الببتيدات التي تشكل جزءًا من MurNAc (N-acetyl muramic acid).
09: 57.2 إذن ما ينتهي بك الأمر هو
09: 59.2 هيكل جدار خلوي شديد الصلابة
10: 01.2 غطاء واقي ممتاز
10: 04.0 للغشاء البكتيري ،
10: 07.0 وهذا يصل إلى الاختلاف الحرج
10: 08.3 بين البكتيريا موجبة الجرام وسالبة الجرام
10: 11.1 كان هذا دليلًا أساسيًا بالنسبة لنا.
10: 13.1 لذلك ، في البكتيريا موجبة الجرام ،
10: 15.0 الببتيدوغليكان ، باللون البرتقالي هنا ،
10:18.2 يتحدث بشكل عام
10: 21.1 على السطح الخارجي للخلية البكتيرية.
10:23.3 ما الذي يختلف عن البكتيريا سالبة الجرام
10: 26.0 أن هذه البكتيريا لها غشاء خارجي ،
10:29.1 لذلك يكون لديهم غشاء آخر
10:31.2 يغطي نوعًا ما ويحمي
10: 34.1 هذا المكون الببتيدوجليكان لجدار الخلية.
10: 37.0 لذلك ، إذا كان RegIIIÃ ° Â - يربط الببتيدوغليكان ،
10: 39.2 سيكون فقط قادرًا على الارتباط
10: 41.2 في حالة البكتيريا موجبة الجرام.
10: 44.3 لذلك ، كان هذا دليلًا أساسيًا
10: 46.1 أعطانا نظرة ثاقبة
10: 49.0 في كيفية التعرف على [يكتينز] وتثبيته على
10: 53.1 أهداف بكتيرية في القناة الهضمية.
10: 55.1 لكن كيف يقتلون بالفعل؟
10: 57.1 كيف يقتل الليكتين البكتيريا؟
11:00.0
11: 03.1 إذن ، أحد الأدلة التي حصلنا عليها لهذا كان في تجربة قمنا بها
11: 08.1 حيث قمنا باحتضان البكتريا بوجود شيئين.
11: 13.0 بادئ ذي بدء ، أضفنا الإنسان RegIIIÃŽÂ ± ،
11: 16.0 والسبب في استخدامنا RegIIIÃŽÂ ± ، الشكل البشري لـ.
11:20.2 أساسًا تقويم العظام البشري للماوس RegIIIÃ ° Â ، هنا ،
11: 23.2 لأن لدينا البنية البلورية لهذا البروتين ،
11: 29.0 ولذلك توقعنا أنه يمكننا الارتباط
11:31.2 ما تعلمناه عن هذا البروتين
11:34.0 في تجاربنا البيوكيميائية
11: 35.1 للهيكل ثلاثي الأبعاد.
11: 36.3 إذن ، كان هذا هو منطقنا ،
11: 38.1 ولكن بشكل أساسي RegIIIÃŽÂ ± هو نفسه ، وظيفيًا ،
11: 40.2 مثل الماوس RegIIIÃ ° Â â €.
11: 42.1 لذلك ، أخذنا بكتيريا مثل الليستريا المستوحدة
11:45.2 وقمنا باحتضانها في حضور RegIIIÃŽÂ ± و
11: 52.1 أيضًا في وجود صبغة فلورية غشائية مانعة للتسرب
11: 54.0 تسمى SYTOX.
11: 55.3 وهكذا تم استبعاد SYTOX
11: 58.1 من باطن البكتيريا
12: 00.3 إذا كان هناك غشاء بكتيري سليم ،
12: 04.2 وهكذا إذا تناولت البكتيريا SYTOX ،
12: 07.1 يعني أن أغشيتها قد تضررت.
12: 09.1 ويمكنك أن ترى هنا من هذا الرسم البياني ،
12: 11.0 هذا بالضبط ما يحدث
12: 13.1 عند إضافة [RegIIIÃŽÂ ±] إلى هذه البكتيريا
12:15.2 بحضور SYTOX.
12: 16.3 يأخذون [RegIIIÃŽÂ ±] بمرور الوقت ،
12: 23.1 وهذا لا يحدث في حالة البروتين الضابط ،
12: 25.2 وهو ألبومين مصل البقر ، هنا.
12: 28.1 هذا أخبرنا أن RegIII محاضرات
12:30.2 يعطل الأغشية البكتيرية
12: 32.2 وقدم لنا نظرة ثاقبة حول كيفية القيام بذلك
12: 35.0 قد يكونون في الواقع يقتلون البكتيريا.
12: 37.0 حصلنا على مزيد من التبصر في هذا الأمر
12: 39.1 بعمل تجربة أخرى
12: 41.3 دراسة نشاط تخريب الغشاء
12:44.2 من RegIII محاضرات.
12:46.1 وهذا ما يسمى بمقايسة تسرب الصبغة
12: 48.2 وهو نوع من عكس المقايسة
12: 50.1 التي أخبرتكم عنها للتو في البكتيريا.
12: 53.1 لذلك ، نحن هنا نصنع غشاء صناعي ،
12: 55.1 لذلك هذا غشاء اصطناعي ثنائي الطبقة ،
12: 59.0 وما فعلناه هنا هو
13: 01.3 تغلف صبغة الفلورسنت بحيث ،
13: 04.0 هنا تبدأ الصبغة داخل الغشاء ،
13: 07.0 ثم نضيف RegIIIÃŽÂ ± وإذا كان يتلف.
13: 12.3 هذا يسمى الجسيم الشحمي ، هذا الهيكل الدائري.
13: 16.0 إذا أضر بغشاء الجسيم الشحمي ،
13: 17.2 سيتم تحرير الصبغة
13: 19.1 ويمكننا قياس هذا الإصدار.
13: 21.0 وهكذا يمكنك أن ترى ذلك هنا
13: 23.1 عندما نضيف RegIIIÃŽÂ ± إلى
13: 25.0 جسيمات دهنية مغلفة بالصبغة ،
13: 27.0 نحصل على إطلاق سريع للصبغة ،
13: 30.0 بينما إذا أضفنا مخزنًا مؤقتًا فقط ،
13: 31.2 لا نرى إصدارًا
13: 34.1 إلا إذا أضفنا منظفًا هنا في نهاية التجربة.
13: 37.2 هذا يخبرنا أن RegIII محاضرات
13: 40.2 أغشية مستهدفة مباشرة ،
13: 42.3 لذا فأنت لست بحاجة إلى ببتيدوغليكان لاستهداف الأغشية
13:45.1 - أنت بحاجة إلى ذلك لتحديد الأهداف البكتيرية -
13:47.2 ثم ​​هذا البروتين
13:51.2 يمكن أن يتلف الغشاء البكتيري.
13: 54.2 هذا أخبرنا كيف أن هذه المحاضرات
13: 59.3 يمكن أن تقتل البكتيريا في الأمعاء.
14: 02.1 أردنا التعمق أكثر قليلاً ، على الرغم من ذلك ،
14: 04.1 وفهم الآلية
14: 06.2 يتم بواسطتها هذا الجزيء المضاد للبكتيريا
14: 09.2 يضر بالفعل الأغشية البكتيرية ،
14: 13.1 ونظرًا رائعًا حقًا وصلنا إليه
كان 14:16.3 عندما أخذنا بروتين RegIIIÃŽÂ ± المنقى ،
14:21.0 تذكر أن RegIIIÃŽÂ ± هو الشكل البشري لـ RegIIIà °  ⠀ ºÂ¾ ،
14: 24.3 ونضعها على الجسيمات الشحمية الاصطناعية
14: 27.1 ثم تصور هذه الجسيمات الشحمية
14: 29.1 تحت المجهر الإلكتروني.
14: 31.1 وهكذا يمكنك أن تراه هنا
14: 33.2 هي التي ستنتهي بها
14: 36.1 الكثير من هذه الهياكل الدائرية المنتظمة إلى حد ما ،
14: 39.2 وعلى اليمين لوحة
14: 42.0 يظهر أحد هذه الهياكل في منظر عن قرب.
14: 45.1 ، هذا يبلغ قطره حوالي 100 أنجستروم ،
14: 48.1 لذلك هذا جزيء صغير جدًا ،
14: 50.2 لكن ما كان رائعًا حقًا في هذا الأمر
14: 53.1 أنها دائرية ،
14: 55.0 اقترح أن البروتين
14: 56.3 تشكل مسامًا على الغشاء.
14: 59.0 وبالفعل تمكنا من التحديد
15:01.3 أن هذه المسام.
15: 03.1 باستخدام المناهج البيوكيميائية
15: 05.2 لن أتحدث عنه هنا بالتفصيل.
15: 07.2 كنا قادرين على تحديد أن المسام
15: 10.0 هي RegIIIÃŽÂ ± hexamers ،
15: 12.2 إذن هناك ستة جزيئات بروتينية لكل بنية مسامية ، هنا.
15: 17.1 وهكذا أردنا أن نفهم
15: 20.2 بتفاصيل أكثر بكثير
15: 22.2 كيف تم تجميع هذه الهياكل المسامية ،
15: 25.1 كيف تفاعلوا مع الأغشية ،
15: 27.2 من أجل الحصول على بعض البصيرة الميكانيكية الإضافية
15: 31.1 في هذا التجمع المسامي على الغشاء البكتيري.
15: 35.1 وهكذا ، للقيام بذلك ،
15: 38.0 استخدمنا طريقة مقتربة تسمى الفحص المجهري الإلكتروني بالتبريد.
15: 40.3 وهكذا فإن المجهر الإلكتروني بالتبريد هو نهج
15: 46.2 يستخدمها الناس من أجل التحديد
15: 48.3 تراكيب الجزيئات الكبيرة ،
15: 50.3 لذا إذا كان لديك مركب بروتين كبير
15: 53.0 ويمكنك تصور ذلك ، كما فعلنا ،
15: 55.2 يمكنك التجميع
15: 59.2 مئات الآلاف من هذه الصور
16: 01.3 واحصل على صورة عالية الدقة
16: 04.2 كيف يتم تجميع هذه المجمعات البروتينية.
16: 07.1 لذا ، لسوء الحظ بالنسبة لنا ،
16: 09.3 البنية الأساسية السداسية RegIIIÃŽÂ ±
16: 14.2 كانت في الواقع صغيرة جدًا لأداء هذه التقنية ،
16: 17.2 لكن ما لاحظناه هو ذلك
16: 20.1 إذا قمنا باحتضان RegIIIÃŽÂ ± لفترة طويلة من الزمن
16: 24.0 على هذه الأغشية الاصطناعية ،
16: 28.2 بمرور الوقت حصلت على ما فسرناه
16: 31.1 لتكديس هذه الوحدات الفرعية المسامية ،
16: 33.2 وهذا خلق معقد جزيئي كبير جدا
16: 37.2 يمكننا استخدامها لحل الهيكل.
16: 42.0 تمكنا من حل الهيكل عن طريق cryo-EM ،
16: 44.1 وقد تم ذلك بالتعاون
16: 46.2 مع الدكتور Qiu-Xing Jiang في قسم بيولوجيا الخلية
16: 49.1 في UT Southwestern.
16: 50.2 وهو الآن في جامعة فلوريدا.
16: 52.3 وهكذا ما فعله الدكتور جيانغ
16: 56.3 كان لحل بنية خيوط RegIIIÃŽÂ ±
16: 59.1 ثم استخراج حسابي
17: 02.0 هيكل الوحدة الفرعية المسامية RegIIIÃŽÂ ±.
17: 05.3 وبدا نوعًا ما مثل ما كنا نتوقعه بناءً على ما رأيناه تحت المجهر -
17: 10.2 قطرها حوالي 90 أنجستروم ،
17: 12.1 الذي كان مشابهًا لقطر المسام
17: 15.2 الذي رأيناه تحت المجهر ،
17: 17.2 وكان ارتفاعها حوالي 55 أنجستروم ،
17: 20.2 وما هو مثير للاهتمام في هذا الأمر
17: 23.2 هذا بالضبط الارتفاع
17: 26.2 من غشاء نموذجي ، لذلك كان هذا كافياً.
17: 29.1 يمكنك التفكير في هذا على أنه
17: 31.1 اختراق غشاء بكتيري.
17: 34.2 لذلك ، لن أخوض في الكثير من هذه التفاصيل ،
17: 37.1 لكننا تمكنا من أخذ هيكلنا البلوري RegIIIÃŽÂ ± ،
17:41.0 قم بتثبيته في خريطة cryo-EM الخاصة بنا ،
17: 43.3 والحصول على بعض المعلومات الإضافية
17: 46.1 حول كيفية هذه الوحدات الفرعية RegIIIÃŽÂ ±
17: 50.0 تفاعلوا مع بعضهم البعض ،
17: 52.2 علاوة على ذلك سمح لنا هذا بالفهم
17: 57.1 كيف استقر مجمع المسام هذا في الغشاء ،
18: 00.1 فكيف يكون البروتين الموجود في محلول مائي
18: 04.3 ينقسم إلى غشاء ويخلق مسام.
18: 07.2 لذا ، مرة أخرى ، لن أخوض في التفاصيل ،
18: 10.0 لكننا تمكنا من فهم ذلك باستخدام هذه التقنية.
18: 14.1 هكذا. ولها علاقة
18: 18.1 كيف تكون الأحماض الأمينية موجبة الشحنة على المسام
18: 21.1 تتفاعل مع مجموعات الرأس الدهنية سالبة الشحنة
18: 23.2 على الغشاء البكتيري.
18: 25.2 لدينا الآن نموذج مفصل إلى حد ما
18: 28.0 كيف يمكن لمكتين من النوع C أن يقتل بكتيريا.
18: 31.1 إذن ، لديك إما RegIIIÃ ° Â â € أو RegIIIÃŽÂ ± ،
18: 34.2 وهي ، مرة أخرى ، متطابقة عمليًا ،
18: 37.0 ترتبط هذه البروتينات بالببتيدوغليكان ،
18: 39.2 على السطح الخارجي
18: 42.3 من سطح الخلية موجب الجرام ،
18: 46.0 وبعد ذلك في عملية لم نفهمها جيدًا بعد ،
18: 49.3 هذه الليكتينات تخترق طبقة الببتيدوغليكان السميكة ،
18: 52.2 ونعتقد أن هذا يحدث أثناء انقسام الخلية
18: 56.3 - لذلك ، عندما تنقسم البكتيريا ،
18: 59.1 هناك فجوة صغيرة في الببتيدوغليكان يجب إصلاحها ،
19: 01.1 ولذا نعتقد أن RegIIIÃŽÂ ± ينزلق في هذه الفجوة
19: 06.1 أثناء انقسام الخلية -
19: 08.2 في النهاية ، تلامس الغشاء البكتيري ،
19: 11.0 وهو الشيء ذاته الذي يحميه الببتيدوغليكان ،
19: 13.2 وتشكل مسام ، مسام سداسية.
19: 16.2 لذلك ، فهي تثقب بشكل أساسي ثقبًا في الغشاء البكتيري ،
19: 18.3 وهكذا ينتهي بك الأمر بالحصول على تحلل تناضحي ،
19: 22.1 تسرب مكونات السيتوبلازم.
19: 25.0 كل هذه الأشياء ضارة جدًا بالبكتيريا
19: 27.3 والبكتيريا عادة ما ينتهي بها الأمر بالتلاشي والموت.
19: 32.2 إذن ، هذا ما نعرفه عن الوظيفة البيوكيميائية
19: 36.1 من RegIIIÃŽÂ ± و RegIIIÃ ° Â â €.
19: 38.3 فهذه تُفرز من على سطح القناة الهضمية
19: 41.2 ويتلامس مع البكتيريا
19: 43.3 وقتلهم من خلال هذه الآلية.
19: 45.1 لكن ماذا يفعلون في الواقع في الجسم الحي؟
19: 47.1 ما هي أنواع البكتيريا التي يقتلونها؟
19: 49.2 اين يقتلونهم؟
19: 51.1 وكيف يؤثر ذلك على فسيولوجيا المضيف في الثدييات؟
19: 54.3 كان هذا سؤالًا آخر أردنا الإجابة عليه
19: 58.1 في السنوات العديدة الماضية.
20: 00.1 وهكذا قبل أن أخبرك بما لدينا
20: 04.1 اكتشفوا هذا ،
20: 05.1 أريد العودة إلى سطح الأمعاء
20: 07.1 وأخبرك أكثر قليلاً عن الحاجز المادي
20: 10.1 موجود بينك وبين الكائنات الحية الدقيقة الخاصة بك.
20: 14.1 لقد أخبرتك من قبل ،
20:16.0 ومرة ​​أخرى سأشير إلى هذا التوضيح الجميل للغاية
20: 18.0 من الأمعاء الدقيقة ،
20: 20.2 أن هناك طبقة واحدة من الخلايا الظهارية
20: 22.2 بينك وبين البكتيريا.
20: 24.2 هناك عنصر آخر لهذا الحاجز
20: 27.1 هذا مهم جدا.
20: 29.1 بالإضافة إلى الحاجز المادي
20: 31.2 قدمتها الخلايا الظهارية ،
20: 34.1 هناك أيضًا طبقة مخاطية.
20: 36.2 إذن ، كامل سطح الأمعاء
20: 39.1 مغطاة بطبقة مخاطية سميكة إلى حد ما
20: 42.0 - سمكها حوالي 150 ميكرون -
20: 44.2 وهذه الطبقة المخاطية تعمل بشكل أساسي مثل ورق الذباب ،
20: 49.0 وسأريكم صورة مجهرية فعلية لهذا في الشريحة التالية ،
20: 53.2 لكن لتلخيص ما أنا على وشك إخبارك به ،
20: 55.2 أساسا البكتيريا
20: 59.0 الموجودة في تجويف القناة الهضمية
21: 00.3 تميل إلى أن تعلق في المناطق الخارجية لهذه الطبقة المخاطية ،
21: 04.0 وهذا يمنعهم من
21: 06.3 الوصول إلى سطح الظهارة المعوية.
21: 10.0 وكما قد تتخيل ،
21: 12.0 هذا جانب مهم جدا
21: 14.2 كيف نحمي أنفسنا من الغزو
21: 17.0 بواسطة هذه الجراثيم الواسعة.
21: 19.2 إذن ، ما سأخبركم به عن دور RegIIIà °  ⠀ ºÂ¾ في كل هذا
21: 23.2 أنه مهم جدًا للحفاظ على هذه الطبقة المخاطية الداخلية
21: 28.1 خالية إلى حد ما من البكتيريا ،
21: 29.3 لذا فهو يشبه لغم أرضي صغير ،
21: 32.1 وهو جزء من
21: 36.0 كيف نبقي البكتيريا محصورة في الطبقة المخاطية الخارجية
21: 38.3 و لومن من القناة الهضمية.
21: 42.1 إذن ، رؤيتنا حول دور RegIIIÃ ° Â â €
21: 47.2 في الدفاع عن الطبقة المخاطية الداخلية
21: 49.1 سبقتها بالفعل
21: 51.2 بعض الأفكار الأساسية
21: 54.1 كيف يتم تنظيم البكتيريا مكانيا في الأمعاء.
21: 57.1 وهكذا الطريقة التي نظرنا بها إلى هذا
22: 00.2 كان أول محاولة لتصور العلاقات المكانية
22: 04.2 بين الجراثيم والسطح الظهاري.
22: 07.1 فأين الكائنات الحية الدقيقة
22: 09.1 نسبة إلى أنسجتنا ،
22: 11.1 وماذا يحدث عندما نخرج RegIIIÃ ° â â € من المعادلة؟
22: 15.1 لذلك قمنا بهذه الدراسات
22: 17.3 باستخدام تقنية تسمى التألق في الموقع التهجين ،
22: 20.1 أو FISH ،
22: 22.0 وما يتضمنه هذا هو استخدام مسبار DNA ،
22: 24.1 وهو مرتبط بجزيء الفلورسنت
22: 26.3 حتى نتمكن من تصورها تحت المجهر ،
22: 29.2 ويمكننا تهجين هذا المسبار إلى جين بكتيري ،
22: 33.2 واستخدمنا جين 16S الريبوسوم RNA
22: 36.2 لأن هذا التسلسل الجيني المحدد موجود فقط في البكتيريا
22: 42.1 وليس لديك في الخلايا المضيفة ،
22: 43.2 حتى تتمكن من تحديد البكتيريا الخاصة بك.
22: 46.1 وهكذا إذا أخذنا هذا المسبار وقمنا بوضعه في طبقات
22: 50.0 على شريحة عبر أنسجة معوية دقيقة من الماوس ،
22: 53.0 الذي يظهر هنا ،
22: 55.1 مزيد من العناية للحفاظ على الأنسجة
22: 58.1 حتى يتم الحفاظ على الطبقة المخاطية أيضًا.
23: 00.2 وهذا لا يحدث دائمًا
23: 03.1 اعتمادًا على تقنيات التثبيت التي تستخدمها ،
23: 05.2 يمكنك أن ترى أن البكتيريا يتم الاحتفاظ بها على مسافة ذراع.
23: 09.2 هذا هو نسيج الفأر هنا.
23: 12.2 إذن ، هذه هي الخلايا المعوية الدقيقة
23: 15.2 ويمكنك أن ترى السطح الظهاري هنا.
23: 19.1 هذه البقعة الزرقاء هي لطخة نووية.
23: 22.1 والبكتيريا الخضراء موجودة هنا.
23: 23.3 إذن ، هناك فجوة تبلغ حوالي 50 ميكرون
23: 26.2 بينك وبين البكتيريا
23: 28.1 على سطح الأمعاء ،
23: 30.1 ولمجرد تسمية هذا الشيء ،
23: 32.2 هذا الاسم عالق بالفعل ،
23: 34.3 نسميها المنطقة منزوعة السلاح أو المنطقة المجردة من السلاح.
23: 37.3 إذن ، هناك فجوة بينك وبين البكتيريا
23: 40.2 من المحتمل أن يكون مهمًا جدًا لـ
23: 44.2 تعزيز الطبيعة التكافلية لهذه العلاقة.
23: 46.2 لذا ، ما أردنا معرفته هو ،
23: 48.2 كيف يتم الحفاظ على المنطقة المجردة من السلاح؟
23: 50.2 هل هي مجرد دالة للخصائص الفيزيائية
23: 53.0 طبقة المخاط ،
23: 55.0 او جهاز المناعة والبروتينات.
23: 59.0 بروتيناتها مصنوعة من الخلايا الظهارية
24: 01.1 قد يكون مهمًا للحفاظ على هذه الفجوة الأساسية
24: 04.2 بين البكتيريا وسطح الأمعاء؟
24: 08.2 وإحدى الدلائل التي حصلنا عليها حول هذا الأمر
24: 12.3 تم الحصول عليها عندما نظرنا إلى بعض الفئران
24: 16.2 التي كانت لدينا في مستعمراتنا.
24: 18.1 كانت هذه هي الفئران
24: 19.3 معدلة وراثيا لتفتقر إلى عنصر حاسم
24: 22.1 من جهاز المناعة.
24: 24.1 هذا مكون من جهاز المناعة
24: 25.3 هو MyD88 ،
24: 29.2 لذا فإن هذا ضروري
24: 32.2 إشارة الجزيء المتورط في
24: 35.2 تشوير من خلال مستقبلات تشبه Toll.
24: 36.3 إذاً ، المستقبلات الشبيهة بالرسم هي
24: 39.2 مكون مهم جدًا لجهاز المناعة الفطري
24: 42.1 في جميع الثدييات ،
24: 44.1 وماذا تفعل هذه المستقبلات
24: 46.2 هل يكتشفون الأشياء التي تصنعها البكتيريا على وجه التحديد
24: 50.0 # NAME؟
24: 53.0 في حالة البكتيريا ،
24: 54.3 هذه أشياء مثل عديد السكاريد الدهني ،
24: 56.3 سوط ،
24: 58.2 وما إلى ذلك.
24: 59.2 هذه جزيئات تصنعها البكتيريا فقط
25: 01.3 ولا تصنعه خلايا الثدييات أبدًا ،
25: 04.1 لذلك إذا اكتشفت الخلية هذه الجزيئات ،
25: 06.2 فهذا يعني أن هناك مشكلة.
25: 10.2 لذلك ، تكتشف المستقبلات الشبيهة بالرموز الأنماط الجزيئية الميكروبية ،
25: 13.3 و MyD88 مهمان للإشارة إلى هذا الاستشعار
25: 17.2 للنواة ،
25: 21.3 حيث ينظم التعبير عن أشياء مثل البروتينات المضادة للميكروبات
25: 24.2 والسيتوكينات
25: 26.2 مهمة للاستجابة المناعية
25: 28.2 ضد الكائنات الحية الدقيقة.
25: 30.3 وما كان مثيرًا للاهتمام عندما نظرنا إليه
25: 33.2 فأرة مصممة لتفتقر إلى MyD88 ،
25: 36.0 لذلك لا يمكنهم الإشارة من خلال مستقبلاتهم الشبيهة بالرسم ،
25: 38.1 رأينا أنه ليس لديهم منطقة منزوعة السلاح.
25: 41.1 لذلك ، عندما فعلنا تقنية FISH هذه ،
25: 44.2 رأينا الكثير من البكتيريا نوعًا ما تتزاحم على سطح الأمعاء ،
25: 47.2 وهذا لم يكن صحيحًا في الفئران التي كانت من النوع البري
25: 52.3 و تحت نفس الظروف.
25: 55.2 هذا يخبرنا بفكرة مهمة.
25: 57.1 إذن ، هذا الجهاز المناعي متورط بالفعل في هذا.
25: 59.1 MyD88 وإشارات مستقبلات تشبه الرقم
26: 02.1 مهمة للحد من التلامس البكتيري
26: 04.1 مع السطح الظهاري.
26: 07.1 وفي نفس الوقت الذي كانت لدينا فيه هذه البصيرة ،
26: 10.3 كان لدينا نظرة ثاقبة أخرى
26: 14.0 ما يتحكم في RegIIIÃ ° Â â € التعبير في القناة الهضمية.
26: 16.2 وهكذا ، ما وجدناه كان
26: 19.2 عندما قمنا بحذف MyD88 من الخلايا الظهارية المعوية ،
26: 22.3 فقدنا تعبير RegIIIÃ ° Â â €.
26: 25.2 لذلك ، يمكنك أن ترى هنا ، نحن ملطخون بالأجسام المضادة لـ RegIIIÃ ° Â â €
26: 28.1 في الفئران البرية ،
26: 30.1 فهذه هي الفئران التي تؤوي ما نطلق عليه
26: 33.0 أليل MyD88 مفلطح
26: 36.0 # NAME؟
26: 38.1 الفئران من النوع البري أساسًا -
26: 39.2 لذا فهم يعبرون عن RegIIIÃ ° Â â € ،
26: 41.1 يظهر هنا باللون الأحمر ،
26: 42.2 ولكن إذا قمت بحذف MyD88 من الخلايا الظهارية ،
26: 45.2 RegIIIÃ ° Â â € يذهب بعيدا.
26: 48.0 لذلك أخبرنا أن MyD88 ليس ضروريًا فقط
26: 52.0 من أجل [الحد] من الارتباط البكتيري بالسطح الظهاري ،
26: 55.1 لكنها تتحكم أيضًا في تعبير RegIIIÃ ° Â â € ،
26: 57.2 لذا فهي تفعل هذين الأمرين.
26: 59.2 وهذا يقودنا إلى السؤال
27: 02.3 ما إذا كان RegIIIÃ ° Â â € قد يكون جزءًا من السبب
27: 07.2 لماذا يعتبر MyD88 مهمًا للحد من الارتباط البكتيري
27: 10.2 مع السطح الظهاري.
27: 13.2 لذلك تناولنا هذا السؤال مباشرة
27: 15.2 عن طريق الفئران التي تفتقر إلى RegIIIÃ ° Â â € ،
27: 19.1 لذلك قمنا بحذف الجين RegIIIÃ ° Â â € من الفئران
27: 21.3 ثم نظروا فيما إذا كان لديهم
27:24.2 منطقة منزوعة السلاح أم لا ،
27: 25.2 ويمكنك أن ترى أنهم لا يفعلون ذلك.
27: 27.2 لذلك ، إذا نظرنا إلى RegIIIÃ ° Â â € الفئران بالضربة القاضية ،
27: 31.2 وها نحن ننظر إلى رفيق القمامة من النوع البري ،
27: 33.3 لذا فهذه رفيقة فضلات تعيش في نفس القفص
27: 38.0 كجهاز RegIIIÃ ° Â â € بالضربة القاضية الفئران ،
27: 39.3 وهكذا فإنه يرى.
27: 42.1 لديها نفس الجراثيم بشكل أساسي ،
27: 44.0 يمكنك أن ترى أن هناك
27: 47.0 مرة أخرى ازدحم الكثير من البكتيريا
27:48.3 ضد السطح الظهاري المعوي.
27: 52.0 لذا ، لأن RegIIIÃ ° Â â €.
27: 54.1 نعلم من الكيمياء الحيوية لدينا أن RegIIIÃ ° Â â €
27: 57.2 تستهدف على وجه التحديد البكتيريا موجبة الجرام ،
28: 00.3 التي دفعتنا إلى التحقيق في نوع من الأسئلة الدقيقة ، هنا ،
28: 04.1 الذي كنا نتوقع أن هذه البكتيريا
28: 06.2 نوع من استعمار السطح الظهاري
28: 09.3 في هذه الفئران بالضربة القاضية RegIIIÃ ° Â
من المرجح أن تكون 28: 11.3 إيجابية الجرام.
28: 15.0 إذن ، هل RegIIIà °  ⠀ ºÂ¾
28: 16.3 يحد بشكل تفضيلي من الترابط السطحي
28: 19.1 من البكتيريا موجبة الجرام؟
28: 20.3 وهذا هو الحال بالفعل.
28: 22.3 لذلك عندما كشطنا البكتيريا
28: 25.1 من السطح المعوي للفئران بالضربة القاضية RegIIIÃ ° Â â €
28: 29.1 ومقارنتها بالفئران من النوع البري
28: 31.3 وقاموا بتقنية تسمى
28: 34.2 16S تسلسل الحمض النووي الريبوزومي
28: 37.0 # NAME؟
28: 40.1 التي أشرت إليها في محاضرتي الأولى -
28: 43.2 نجد أن هناك المزيد من الشركات الممثلة ،
28: 48.1 مقارنة بالبكترويدات.
28: 51.1 إذن ، Bacteroidetes هي شعبة سالبة الجرام
28: 55.2 و Firmicutes هي شعبة موجبة الجرام ،
28: 57.0 لذلك قمت بزيادة تمثيل الشركات الثابتة.
29: 01.2 أو بعض الشركات الثابتة ،
29: 04.0 في RegIIIÃ ° - الفئران بالضربة القاضية.
29: 07.0 إذن ، ما نعتقد أننا حددناه هنا
29: 11.0 مثيرة جدا للاهتمام
29: 14.0 حلقة التغذية الراجعة التنظيمية السلبية
29: 16.1 على سطح الأمعاء
29: 18.2 التي تنطوي على استشعار
29: 21.0 الأنماط الجزيئية المرتبطة بالميكروبات
29: 23.0 بواسطة مستقبلات تشبه Toll ،
29: 25.1 والتي تشير من خلال MyD88 ،
29: 27.0 ثم قم بتشغيل RegIIIÃ ° Â â € expression.
29: 29.2 الجين RegIIIÃ يجعل البروتين RegIIIÃ ° ،
29: 33.3 الذي يتم إخفاؤه بعد ذلك
29: 36.2 في هذه المنطقة منزوعة السلاح
29: 38.2 ويساعد على حراسة هذه المنطقة
29: 40.1 ويحافظ على البكتيريا
29: 43.0 من ملامسة السطح الظهاري.
29: 45.0 وكما قد تتخيل ،
29: 47.0 فقط منع البكتيريا من الالتصاق بالسطح
29: 50.1 من الأمعاء
29: 52.0 يحل 90٪ من المشكلة
29: 53.3 عن كيفية إبعادهم عن الأنسجة ،
29: 55.2 ولذا نعتقد أن هذا هو
29: 59.1 عنصر مهم جدًا لكيفية الحفاظ عليه.
30: 04.2 كيف نحافظ على علاقة تكافلية
30: 06.2 مع الأعداد الهائلة من البكتيريا
30: 08.3 التي تستعمر الأمعاء.
30: 10.2 ونحن الآن نحاول التحديد.
30: 12.2 إذن ، RegIIIÃ ° Â - نوعًا ما يخبرنا
30: 14.2 كيف نتعامل مع البكتيريا موجبة الجرام في الأمعاء ،
30: 19.0 لكن السؤال عن كيفية تعاملنا مع سلبيات الجرام ،
30: 20.3 كيف نبقي هؤلاء خارج أنسجتنا ،
30: 23.1 لا يزال يتعين الإجابة ،
30: 25.3 وهذا شيء نعمل عليه بنشاط الآن.
30: 29.2 لذا ، سأتوقف عند هذا الحد وأريد ،
30: 33.1 لأن هذه المحاضرة كانت عن العمل في مختبري ،
30: 37.0 أود أن أتوجه بشكر خاص إلى
30: 40.1 جميع الطلاب وطلاب ما بعد الدكتوراة الذين كانوا في مختبري
30: 42.3 خلال السنوات العشر الماضية أو نحو ذلك ،
30: 45.1 وعلى وجه الخصوص أريد أن أشير إلى شخصين.
30: 47.2 د. سوهيني موخيرجي
30: 49.3 فعلت كل الكيمياء الحيوية على RegIIIÃ ° Â â €
30: 51.3 الذي تحدثت عنه ، و
30: 53.2 د. شيبرا فايشنافا
30: 55.1 عمل في الجسم الحي على RegIIIÃ ° Â â €
30: 57.3 والمنطقة منزوعة السلاح.
31: 00.1 بالطبع ، أود أيضًا أن أشكر الوكالات التي تمول أبحاثنا ،
31: 03.3 بما في ذلك المعاهد الوطنية للصحة ،
31: 06.0 معهد هوارد هيوز الطبي ،
31: 08.1 ومؤسسة بوروز ويلكوم. شكرا لك.

  • الجزء الأول: الثدييات وميكروبات أمعائها التكافلية

عيوب الجراثيم العادية

هناك العديد من التأثيرات الضارة للنباتات الطبيعية على جسم الإنسان

1. التآزر البكتيري

هذا يعني أن النباتات الطبيعية تساعد مسببات الأمراض المحتملة الأخرى على النمو أو البقاء على قيد الحياة. يوجد عدد قليل من النباتات الطبيعية التي توفر الفيتامينات والعناصر الغذائية لمسببات الأمراض للنمو والبقاء على قيد الحياة ، وهو ما يُعرف بالتغذية العابرة بين الميكروبات.

على سبيل المثال ، أثناء علاج "الالتهابات المحمية من المكورات العنقودية" ، تشترك المكورات العنقودية المقاومة للبنسلين والتي هي أحد مكونات النباتات الطبيعية في خصائص مقاومة الأدوية مع مسببات الأمراض التي تكون عرضة للدواء.

2. التنافس على المغذيات

تمتص النباتات الطبيعية الفيتامينات والمواد المغذية من الجهاز الهضمي للحيوانات لتلبية احتياجاتها الخاصة.

3- إنتاج السموم

تنتج بعض بكتيريا الفلورا الطبيعية مركبات سامة في الجسم المضيف ، مما يؤدي إلى بعض الآثار الضارة.

4. المرض

في بعض الأحيان ، يمكن أن تسبب النباتات الطبيعية مرضًا في الجسم المضيف. إذا كان نظام الدفاع الطبيعي أو الجهاز المناعي للجسم المضيف بطريقة ما غير قادر على تقييد النباتات الطبيعية أو تحملها ، فيمكن أن تسبب أمراضًا في الجسم المضيف.


ما هي الجراثيم الطبيعية؟

يتم تعريف الكائنات الحية الدقيقة العادية أو الميكروبيوم على أنها مجموعة من الكائنات الحية الدقيقة التي توجد عادة في أجسامنا في الأفراد الأصحاء ، موزعة في أجزاء مختلفة من الجسم.

هذا التفاعل هو علاقة تكافلية بين المضيف والبكتيريا ، منذ كليهما تستفيد الأطراف من العلاقة. فيما يلي بعض الفوائد:

  • تساعد البكتيريا في هضم الطعام لا يستطيع البشر استيعابها بأي طريقة أخرى.
  • ينتجون الفيتامينات والمركبات التي لا يمكنك الحصول عليها من مصادر أخرى.
  • إنهم يحمون جسمك من استعمار الكائنات الحية الدقيقة الأخرى التي قد تكون مسببة للأمراض ، وهو ما يعرف باسم العداء الميكروبي.

الميكروبات الطبيعية ضرورية في الأداء السليم لأنظمتنا الفسيولوجية. تقدر مصادر مثل جامعة المكسيك الوطنية المستقلة أن البشر لديهم حوالي 100 مليار كائن حي دقيق في أجسامهم. هذا يدل على أننا لا نستطيع تصور وجودنا كما هو اليوم بدون الميكروبيوم.


الجراثيم المهبلية

لقد تغيرت المعرفة حول الميكروبيوم المهبلي الطبيعي وغير الطبيعي خلال السنوات الماضية. لم تعد تقنيات الاستزراع مناسبة بعد الآن لتحديد الجراثيم المهبلية الطبيعية أو غير الطبيعية. كشفت التقنيات الحديثة غير القائمة على الاستزراع عن نظام معقد وديناميكي تهيمن عليه العصيات اللبنية بشكل أساسي ، فالميكروبات المهبلية الطبيعية وغير الطبيعية هي أنظمة بيئية معقدة لأكثر من 200 نوع بكتيري متأثر بالجينات والخلفية العرقية والعوامل البيئية والسلوكية. تهيمن عدة أنواع من العصيات اللبنية لكل فرد على المهبل الصحي. أنها تدعم نظام الدفاع جنبا إلى جنب مع المواد المضادة للبكتيريا ، السيتوكينات ، الديفينسين وغيرها ضد dysbiosis والالتهابات والعناية بالحمل الطبيعي دون الولادة المبكرة. تزداد أعداد Lactobacillus (L.) iners في حالة دسباقتريوز. - البكتيريا المصاحبة (BVAB) ، Atopobium vaginae و Clostridiales وواحد أو اثنين من أربعة Gardnerella vaginalis - تتطور السلالات في خليط وأعداد مختلفة من الأغشية الحيوية متعددة الميكروبات على ظهارة المهبل ، والتي لا تذوب بعلاجات المضادات الحيوية وفقًا للإرشادات ، وبالتالي تثير تكرار يبدو أن التهاب المهبل الهوائي هو اضطراب مناعي في المهبل مع تأثير على الجراثيم ، التي تهيمن عليها البكتيريا الهوائية (Streptococcus agalactiae ، Escherichia coli). دورها في AV غير معروف. من الواضح أن التطبيق المهبلي أو الفموي للعصيات اللبنية قادر على تحسين النتائج العلاجية للـ BV و dysbiosis.

الكلمات الدالة: التهاب المهبل الهوائي.


الصور المتحركة للميكروبيوم البشري

خلفية: يعد فهم الاختلاف الزمني الطبيعي في الميكروبيوم البشري أمرًا بالغ الأهمية لتطوير علاجات للأمراض المفترضة المرتبطة بالميكروبيوم مثل السمنة ومرض كرون ومرض التهاب الأمعاء وسوء التغذية. ومع ذلك ، فقد كانت تقنيات التسلسل والحساب عاملاً مقيدًا في إجراء تحليل متسلسل زمني كثيف للميكروبيوم البشري. هنا ، نقدم أكبر تحليل للسلاسل الزمنية للميكروبات البشرية حتى الآن ، يغطي شخصين في أربعة مواقع للجسم على مدى 396 نقطة زمنية.

نتائج: وجدنا أنه على الرغم من الاختلافات المستقرة بين مواقع الجسم والأفراد ، هناك تباين واضح في الكائنات الحية الدقيقة للفرد عبر الأشهر والأسابيع وحتى الأيام. بالإضافة إلى ذلك ، يبدو أن جزءًا صغيرًا فقط من إجمالي الأصناف الموجودة داخل موقع جسم واحد موجود في جميع النقاط الزمنية ، مما يشير إلى عدم وجود ميكروبيوم مؤقت أساسي بوفرة عالية (على الرغم من أن بعض الميكروبات قد تكون موجودة ولكنها تنخفض إلى ما دون عتبة الكشف). يبدو أن العديد من الأصناف ثابتة ولكنها أعضاء غير دائمين.

الاستنتاجات: يوفر تسلسل الحمض النووي والتطورات الحسابية الموصوفة هنا القدرة على تجاوز اللقطات النادرة لبيئتنا الميكروبية المرتبطة بالبشر إلى تقييمات عالية الدقة للتغيرات الزمنية على مدى فترات طويلة ، داخل وبين موائل الجسم والأفراد. ستسمح لنا هذه القدرة بتحديد الاختلاف الطبيعي والحالات المرضية وتقييم الاستجابات للتدخلات العلاجية.


شاهد الفيديو: تنوع الجراثيم وخطورة الجراثيم الممرضة (كانون الثاني 2022).