喵呜，小伙伴们大家好呀！
说起大肠杆菌，大家可能都听说过，
它是人体内数量最多的微生物之一。
今天，小苑就来给大家讲讲大肠杆菌的那些
不为人知的秘密。
01
大肠杆菌和人类的关系时好时坏，在健康人体内，它和人们相安无事，但一旦它离开肠道去往其他部位时，便会造成该部位的组织感染。
例如如尿路感染，尿路感染（urinarytractinfection,UTI）是最为常见的感染之一，而且即便接受治疗，它们往往还会复发。
大多数UTI是由无害地生活在肠道内的大肠杆菌扩散到尿路中导致的。当通过消化道排出时，这些细菌能够扩散到尿路口甚至向上扩散到膀胱，在那里，它们常常会导致感染。
常规的看法认为UTI经常复发是因为来自肠道的含有致病性细菌的细菌群体持续地重新定植在尿路中。
定植在组织内的大肠杆菌[d1]
图片来源：生物谷
对于大肠杆菌扩散到其他部位导致感染的情况，现在医学界还没有完美的解决方法。但是不是说大肠杆菌对人类来说有害无益呢？现在下定论，那可就言之过早了。
02
美国加州索尔克研究所（SalkInstitute）贾内尔·埃尔斯（JanelleS.Ayres）研究组就找到了一种大肠杆菌，可以用来帮助虚弱的病人。
埃尔斯的研究小组最初利用小鼠来进行身体衰弱和肌肉萎缩的研究。他们使用一种叫做葡聚糖硫酸钠（dextransulfatesodium）的药物诱发小鼠肠炎，同时利用多种抗生素的混合物来干扰小鼠的肠道微生物菌群。
研究人员预期，经过这般折腾的小鼠会渐渐变得衰弱，体重减轻，肌肉萎缩，最终死亡。大多数小鼠的生理反应符合预期，然而，有几只小鼠的肌肉萎缩的程度显著[d1]减少，最终成功存活了下来。
经过比对[d2]分析，科学家们在小鼠肠道里找到了帮助小鼠渡过难关的关键。它们是我们所熟知的大肠杆菌。
研究者发现，这种大肠杆菌菌株机缘巧合地携带有抗药性，在抗生素混合物引领的大屠杀中得以幸存。值得一提的是，这些菌株所属的类型也曾被分离自肠炎患者的体内，某种程度上说，它们也曾是导致疾病的“坏人”。
但是为什么却又救了小鼠呢？
研究人员随后用同样能够引起衰弱的病原菌：鼠伤寒沙门氏菌（S.Typhimurium）和伯克氏菌（B.thailandensis）对小鼠进行了感染，发现携带有这种大肠杆菌菌株的小鼠同样能够更好地存活。
鼠伤寒沙门氏菌和伯克氏菌显微照片
图片来源：salk.edu
研究者发现，大肠杆菌（左）的一种菌株（O21：H+型）能够阻止被鼠伤寒沙门氏菌（中）和伯克氏菌（右）感染引起的肌肉萎缩。
但是，研究证实，这些大肠杆菌并不具有侵略性，换句话说，它们并不能杀灭导致衰弱的病原菌。那么，它们是怎么拯救宿主于危难之中的？
研究人员发现，这些大肠杆菌能够与身体合作，将一种称为胰岛素样生长因子1（IGF-1）的激素维持在一个正常的水平。这种激素是下达细胞分裂和发育信号的“信号员”。受到病原菌感染的小鼠，IGF-1在血清中的浓度迅速下降，而没了这位信号员，细胞就接不到“迅速分裂，修补组织”的命令。最终的结果，就是肌肉和脂肪组织一点点流失，使宿主变得衰弱直至死亡。
而在存在耐药性大肠杆菌的小鼠体内，这些大肠杆菌会离开肠道，转移到脂肪组织中。它们能够“叫醒”沉睡的组织细胞，让它们分泌炎性细胞因子，促使身体启动炎症反应。它们同时也提醒机体分泌更多的IGF-1，从而发出信号及时修补在炎症中受损的组织。这样，自己的宿主最终能免于衰弱，它们也得以继续安居肠道之中。
可以说，这也算是一种互利共生关系了。
03
小苑觉得，大肠杆菌最厉害的能力，
就是能够协助科学家诊断癌症。
一种癌细胞的免疫荧光照片
图片来源：生物谷
格里菲斯大学糖组学研究所的MichaelJennings教授解释说，大肠杆菌可以产生一种能够结合细胞表面一种不寻常糖类的毒素，该糖类属于细胞表面碳水化合物（Neu5Gc）的一部分。肿瘤细胞表面的Neu5Gc水平非常高。然而正常细胞几乎不表达该物质，因此检测出Neu5Gc就意味着病人可能患上了癌症。
免疫细胞正在攻击体内癌细胞
该研究组表示，“毒素识别的结构是一种肿瘤抗原，也就是一种由肿瘤细胞产生的可以用于检测和诊断癌症可识别标记物。”研究团队随后将大肠杆菌产生的该种毒素进行工程化处理以改变其组成，使之只特异性识别肿瘤细胞表面的该糖类结构。
这种方法的效果很好，虽然还需进行更深的研究，但是相信，在不久的将来，会有很多人因此受益的。
今天就到这里啦，
同学别跑，
为大肠杆菌点个赞吧！
生苑天空
ankong
影响有思想的药大人
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