口腔内病原体の細胞密度依存的な増殖とin vivoでの病原性は、共生菌との種間相互作用によって可能になる

A cross-species interaction with a symbiotic commensal enables cell-density-dependent growth and in vivo virulence of an oral pathogen.

• Anilei Hoare
• Hui Wang
• Archana Meethil
• Loreto Abusleme
• Bo-Young Hong
• Niki M Moutsopoulos
• Philip D Marsh
• George Hajishengallis
• Patricia I Diaz

抄録

最近の研究では、健康状態から疾患状態に至るまでのヒト関連ポリ微生物群集の構成の変化が詳細に記述されている。しかし，これらの菌群の中で病原体のコロニー化や過剰増殖を促進する具体的なプロセスについては，まだ十分には解明されていない。我々は、in vitro培養系と疾患関連マウスモデルを用いて、内因性の拡散性小分子の利用可能性を決定する集団サイズが、ヒト口腔病原体であるPorphyromonas gingivalisの増殖、コロニー化、およびin vivoでの病原性を制限することを明らかにした。この細菌性病原体は、細胞密度に依存した増殖促進性の可溶性分子を利用することで、内因性の手掛かりの要件を克服しています。本研究では、細胞密度依存性の拡散性キューの交換が、微生物群集の中の特定の初期コロニー種と後期コロニー種の間で行われ、微生物の継代、病原体のコロニー化、病気の発生を促進していることを示している。

Recent studies describe in detail the shifts in composition of human-associated polymicrobial communities from health to disease. However, the specific processes that drive the colonization and overgrowth of pathogens within these communities remain incompletely understood. We used in vitro culture systems and a disease-relevant mouse model to show that population size, which determines the availability of an endogenous diffusible small molecule, limits the growth, colonization, and in vivo virulence of the human oral pathogen Porphyromonas gingivalis. This bacterial pathogen overcomes the requirement for an endogenous cue by utilizing a cell-density dependent, growth-promoting, soluble molecule provided by the symbiotic early colonizer Veillonella parvula, but not produced by other commensals tested. Our work shows that exchange of cell-density-dependent diffusible cues between specific early and late colonizing species in a polymicrobial community drives microbial successions, pathogen colonization and disease development, representing a target process for manipulation of the microbiome towards the healthy state.