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感染に対する宿主の障壁の風景を解読する
Deciphering the landscape of host barriers to infection.
PMID: 28559314 PMCID: PMC5474794. DOI: 10.1073/pnas.1702077114.
抄録
は、腸から播種して複数の臓器に感染する一般的な食中毒性病原体である。ここでは、感染時の集団動態を調べるために、配列タグに基づく微生物集団解析（STAMP）を用いた。我々は、遺伝子的にバーコード化されたミュリン化されたライブラリを作成し、ディープシークエンシングを使用して、病原体の伝播経路を追跡し、異なる器官におけるその創始集団（）サイズを定量化した。その結果、病原体は複数の独立した経路を経て消化管から遠位部位に伝播し、組織間でサイズが大きく異なることが明らかになり、感染に対する宿主の多様なバリアーが存在することが示された。予期せぬことに、配列タグの比較解析により、糞便中に排泄された病原体の大部分は、胆嚢をコロニー化する非常に少数の細胞に由来することが明らかになった。免疫枯渇の研究から、異なる自然免疫細胞が、脾臓と肝臓に複製ニッチを確立する病原体の能力を制限していることが示唆された。最後に、細菌を含まないマウスを用いた研究では、微生物叢が脾臓の発達に重要な役割を果たしていることが示唆されているが、肝臓のバリアは形成されていない。これらの観察結果をまとめると、感染時の病原体の集団動態に及ぼす宿主要因の影響を解明するための STAMP アプローチの有効性が明らかになりました。
is a common food-borne pathogen that can disseminate from the intestine and infect multiple organs. Here, we used sequence tag-based analysis of microbial populations (STAMP) to investigate population dynamics during infection. We created a genetically barcoded library of murinized and then used deep sequencing to track the pathogen's dissemination routes and quantify its founding population () sizes in different organs. We found that the pathogen disseminates from the gastrointestinal tract to distal sites through multiple independent routes and that sizes vary greatly among tissues, indicative of diverse host barriers to infection. Unexpectedly, comparative analyses of sequence tags revealed that fecally excreted organisms are largely derived from the very small number of cells that colonize the gallbladder. Immune depletion studies suggest that distinct innate immune cells restrict the pathogen's capacity to establish replicative niches in the spleen and liver. Finally, studies in germ-free mice suggest that the microbiota plays a critical role in the development of the splenic, but not the hepatic, barriers that prevent from seeding these organs. Collectively, these observations illustrate the potency of the STAMP approach to decipher the impact of host factors on population dynamics of pathogens during infection.