圖1.革蘭氏陽性菌（左）和革蘭氏陰性菌（右）概述

1.腸道沙門氏菌(Salmonella enterica) 

腸桿菌共同抗原(enterobacterial common antigen, ECA)是由多糖重復(fù)單元組成的多聚糖, 幾乎表達(dá)于所 有腸桿菌細(xì)胞外膜. ECA合成受阻會導(dǎo)致大腸桿菌細(xì)胞膜完整性受損, 對酸性、低溫、高鹽、十二烷基硫酸鈉、萬古霉素更加敏感。有研究報道, ECA合成所必需的wecD和wecA基因突變會導(dǎo)致腸道沙門氏菌對DCA的敏感性提高。ECA缺失導(dǎo)致腸道沙門氏菌DCA耐受能力下降, 提示ECA缺失可能削弱了沙門氏菌細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)完整性, 使其對DCA的破壞作用更敏感。腸道沙門氏菌攜帶的質(zhì)粒pGE108上的cea::lac融。合基因會被脫氧膽酸鈉或牛膽汁提取物激活, 表明腸道沙門氏菌中起DNA修復(fù)作用的SOS response(SOS響應(yīng))被激活, 意味著膽鹽能夠引起腸道沙門氏菌DNA損傷。脫氧膽酸鹽誘導(dǎo)的SOS響應(yīng)以經(jīng)典、依賴于重組酶A(recombinase A, RecA)的方式發(fā)生, 只有在存在功能性RecA蛋白時, 脫氧膽酸鹽才會誘導(dǎo)SOS響應(yīng)。同時, 膽汁會增加染色體重排的頻率, 同時增加核苷酸替換和移碼的頻率。脫氧膽酸鹽導(dǎo)致的突變譜表明, 暴露于膽汁會誘導(dǎo)腸道沙門氏菌DNA GC堿基對向AT堿基對的轉(zhuǎn)變, 這可能是由胞嘧啶的氧化損傷引起的。此外, 脫氧膽酸鈉激活了氧化損傷反應(yīng)性調(diào)節(jié)子和超氧化物應(yīng)激反應(yīng)調(diào)節(jié)子的基因轉(zhuǎn)錄, 進(jìn)一步證明脫氧膽酸鹽引起的DNA損傷屬于氧化性損傷。脫氧膽酸鹽降低了腸道沙門氏菌毒力質(zhì)粒在小鼠回腸中轉(zhuǎn)移頻率, 引起毒力質(zhì)粒的固化, 這是DNA損傷劑的常見特征。 這些工作提供的證據(jù), 表明脫氧膽酸鹽會增加核苷酸替換、移碼和染色體重排的頻率, 支持了脫氧膽酸鹽是DNA損傷劑并可能產(chǎn)生雙鏈DNA斷裂的觀點(diǎn)。

2.大腸桿菌(Escherichia coli) 

D′Mello等人利用電子顯微鏡觀察脫氧膽酸鹽存在下大腸桿菌的形態(tài), 發(fā)現(xiàn)細(xì)菌細(xì)胞中鞭毛的數(shù)量減少, 隨著脫氧膽酸鹽濃度進(jìn)一步提高, 鞭毛的形成受到嚴(yán)重抑制。 除了表面形態(tài)上的變化, Kandell和Bernstein發(fā)現(xiàn), 在鵝去氧膽酸和脫氧膽酸鈉作用下, 大腸 桿菌細(xì)胞分裂抑制蛋白(suppressor of lon A, SulA)基因表達(dá)增加。 SulA是細(xì)菌SOS反應(yīng)系統(tǒng)的一部分, 其通過抑制細(xì)胞分裂蛋白FtsZ環(huán)的形成阻止細(xì)胞分裂, 是細(xì)胞分裂早期階段的關(guān)鍵步驟。該結(jié)果表明SOS反應(yīng)由膽鹽誘導(dǎo). 作者將他們的結(jié)果與SOS反應(yīng)誘導(dǎo)劑絲裂霉素C(mitomycin C, MMC)處理SOS缺陷細(xì)胞的結(jié)果進(jìn)行了比較, 這兩項研究都出現(xiàn)相似的結(jié)果, 支持膽鹽在細(xì)菌體內(nèi)誘導(dǎo)DNA損傷且激活SOS反應(yīng)的結(jié)論。在此基礎(chǔ)上, Bernstein等人研究了大腸桿菌對膽鹽的應(yīng)激反應(yīng), 發(fā)現(xiàn)脫氧膽酸鹽、鵝去氧膽酸鹽、熊去氧膽酸鹽和糖膽酸鹽會激活大腸桿菌基因micFosmY和dinD的啟動子。dinD由DNA損傷誘導(dǎo)表達(dá), 是SOS反應(yīng)的一部分, dinD表達(dá)的增加表明SOS反應(yīng)是響應(yīng)膽鹽而引發(fā)的一種可能機(jī)制。 osmY編碼一種功能未知的周質(zhì)蛋白, 通常參與滲透應(yīng)激, 而micF是外膜孔蛋白OmpF的負(fù)調(diào)節(jié)因子。osmY和micF基因轉(zhuǎn)錄水平的增加表明膽汁可能會引起大腸桿菌DNA的氧化損傷 。 綜上, 以上四種膽鹽可能會影響大腸桿菌生物膜的組成和功能, 并且在進(jìn)入細(xì)胞后會導(dǎo)致DNA氧化損傷, 并激活SOS反應(yīng)。 大腸桿菌暴露于天然膽汁酸, 引起特定應(yīng)激反應(yīng)基因的表達(dá)上調(diào), 可能是對其對膽汁酸導(dǎo)致的膜擾動和DNA氧化損傷的反應(yīng)。

3.幽門螺桿菌(Helicobacter pylori)

體外試驗中幽門螺桿菌的生長被熊去氧膽酸(ursodeoxycholic acid, UDCA)、DCA顯著抑制。在最低抑菌濃度下, 掃描電子顯微鏡觀察到幽門螺桿菌的細(xì)胞形態(tài)由正常的直桿或螺旋桿狀轉(zhuǎn)變成球狀, 周圍出現(xiàn)體積較小的圓球。脫氧膽酸濃度升高后, 幽門螺桿菌細(xì)胞進(jìn)一步降解為球形不規(guī)則凝聚塊, 具有泡狀結(jié)構(gòu), 其中一些細(xì)胞呈現(xiàn)中空的甜甜圈狀結(jié)構(gòu)。 幽門螺桿菌細(xì)胞的顯著形變, 提示DCA可能會破壞幽門螺桿菌的細(xì)胞壁或是細(xì)胞膜。在另一項膽汁酸影響幽門螺桿菌生長和黏附的實(shí)驗中, 幽門螺桿菌在麥考伊和胎兒腸道細(xì)胞系上的黏附被CDCA抑制, 且在黏附抑制實(shí)驗中, CDCA的使用濃度僅為抑制其生長最低濃度的十分之一便呈現(xiàn)明顯的抑制效果, 這表明CDCA對黏附的抑制作用可能不完全依賴于其對細(xì)菌生長的直接抑制。

圖2.革蘭氏陽性菌（左）和革蘭氏陰性菌（右）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

4.彎曲桿菌(Campylobacter jejuni) 

以雞為動物模型進(jìn)行的微生物群移植實(shí)驗表明, 攝入DCA的雞腸道中空腸彎曲桿菌定植減少, 這主要是DCA調(diào)節(jié)雞的腸道菌群結(jié)構(gòu), 尤其是對腸道厭氧菌的影響引起 。這種影響可能是誘導(dǎo)腸道厭氧菌的生長, 也有可能是促進(jìn)厭氧菌產(chǎn)生阻斷空腸彎曲桿菌定植的化合物, 因為分別用厭氧菌和需氧菌微生物群對雞進(jìn)行一次管飼, 發(fā)現(xiàn)厭氧菌顯著降低了空腸彎曲桿菌的定植率, 而需氧菌對定植率的影響較小。DCA通過調(diào)節(jié)腸道厭氧菌生長或胞外代謝物的產(chǎn)生,減少空腸彎曲桿菌在雞腸道上的定植, 反映了微生物群和微生物代謝物之間獨(dú)特的雙向調(diào)節(jié)作用。在多藥外排泵CmeABC與膽汁抗性的一項研究中, CmeABC通過介導(dǎo)膽汁抗性, 在雞體內(nèi)彎曲桿菌的適應(yīng)中起著關(guān)鍵作用。這一結(jié)論有如下證據(jù)支持，首先,定點(diǎn)誘變實(shí)驗表明CmeABC顯著提高了彎曲桿菌對多種膽汁鹽和洗滌劑的抗性, cmeABC基因突變失活導(dǎo)致在含膽汁鹽的培養(yǎng)基和雞腸提取物中出現(xiàn)生長缺陷,腸道定植實(shí)驗結(jié)果表明cmeABC基因失活消除了彎曲桿菌在雞體內(nèi)定植的能力。在使用pCME互補(bǔ)這些突變后, 彎曲桿菌完全恢復(fù)了在含膽汁培養(yǎng)基中的生長和在體內(nèi)的定植能力。這些發(fā)現(xiàn), 加上CmeABC在雞宿主定植過程中表達(dá)的這一事實(shí), 強(qiáng)烈表明膽汁酸抗性對于彎曲桿菌在腸道環(huán)境中的成功定植至關(guān)重要。8-羥基脫氧鳥苷(8-oxo-deoxyguanosine, 8-oxo-dG)是自由基誘導(dǎo)的氧化損傷的主要形式之一, 已被科學(xué)家廣泛用作氧化應(yīng)激的生物標(biāo)志物。酶聯(lián)免疫吸附試驗(enzyme linked immunosorbent assay, ELISA)結(jié)果顯示, 在含脫氧膽酸的培養(yǎng)基中培養(yǎng)的空腸彎曲菌8-oxo-dG水平顯著提高, 同時RNA-Seq表明, 起活性氧(reactive oxygen species, ROS)解毒作用的過氧化氫酶的編碼基因katA在脫氧膽酸的刺激下被上調(diào), 同時過氧化氫酶活性增加, 這表明脫氧膽酸對空腸彎曲桿菌造成了氧化損傷, 引起細(xì)胞內(nèi)ROS水平升高。已知ROS會導(dǎo)致DNA損傷, 當(dāng)DNA復(fù)制或轉(zhuǎn)錄遇到ROS誘導(dǎo)的損傷時,會出現(xiàn)雙鏈斷裂. 通過脈沖場凝膠電泳(pulsed field gelelectrophoresis, PFGE)評估了在補(bǔ)充脫氧膽酸的培養(yǎng)基中生長的空腸彎曲菌DNA雙鏈損傷情況, 發(fā)現(xiàn)DNA出現(xiàn)片段化, 說明脫氧膽酸引起DNA雙鏈斷裂。Svensson等人的研究表明, 0.05% DCA促進(jìn)彎曲桿菌生物膜形成, 而環(huán)境DNA是生物膜形成的必要條件。往培養(yǎng)基中添加環(huán)境DNA會促進(jìn)生物膜形成, 移除培養(yǎng)基中的環(huán)境DNA會抑制生物膜的形成，生物膜受損的菌株在靜置培養(yǎng)中表現(xiàn)出生長和應(yīng)激耐受性缺陷, 這表明亞抑菌濃度下的DCA能通過促進(jìn)生物膜形成來幫助彎曲桿菌來耐受體外不良條件。

圖3.革蘭氏陽性菌（左）和革蘭氏陰性菌（右）菌種代表

原文：管健,王玉桂,丁昊,等.膽汁酸對腸道微生態(tài)的調(diào)控研究進(jìn)展[J/OL].科學(xué)通報,1-9[2026-01-07].https://link.cnki.net/urlid/11.1784.N.20251226.0953.008..

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