NHE2（ - / - ）マウスの腸の酸性条件は、粘液オリゴ糖の変化を伴う粘膜関連の細菌集団の変化をもたらします。

背景：細菌が通常の細菌組成を増殖させ、変化させるために使用するメカニズムは不明のままです。イオン組成やpHなどの腸微小環境の変化を細菌の増殖にリンクする能力は、炎症性腸疾患、肥満、糖尿病などの変化した腸内微生物叢を含む疾患に対して臨床的に有利です。ヒトおよびマウスの腸では、頂端Na（+）/H（+）交換器NHE2およびNHE3は、管腔NA（+）、水、およびpHに影響します。NHE2の損失は、酸性の管腔pHをもたらします。グラム陽性菌の酸耐性システムは十分に文書化されているため、グラム陽性の細菌は酸性NHE2（ - / - ）腸の表現が増加すると仮定します。 方法：腸のイオン組成は、名声測光と塩素測定測定、およびpHによって電気化学的に測定されました。腸のフラッシュまたは粘膜擦り傷から抽出されたDNAをQRT-PCRによって分析して、管腔および粘膜関連の細菌集団を調べました。上皮粘液オリゴ糖パターンは、FIT-C標識レクチンを含む組織学によって調べられました。 結果：総管腔および粘膜関連の細菌はNHE2（ - / - ）腸で変化していませんでしたが、粘膜関連の細菌集団では領域特異的な方法でグラム陽性の細菌門が増加しました。クロストリジウム属と乳酸菌は、マンノース、n-アセチグルコサミン、n-アセチガラクトサミン、ガラクトースのNHE2（ - / - ）粘液オリゴ糖組成の変化に対応する盲腸および結腸で増加しました。 結論：これらのデータは、イオン輸送の変化が領域特異的な細菌の変化を誘発し、宿主の粘液オリゴ糖パターンを変化させることを示しています。これらの宿主菌の相互作用は、ニッチな開発の可能なメカニズムを提供し、特定のグループがどのように環境を変化させ、宿主を変更することによってそれらの増殖を維持するかについての洞察を当てています。

BACKGROUND: The mechanisms bacteria use to proliferate and alter the normal bacterial composition remain unknown. The ability to link changes in the intestinal micro-environment, such as ion composition and pH, to bacterial proliferation is clinically advantageous for diseases that involve an altered gut microbiota, such as Inflammatory Bowel Disease, obesity and diabetes. In human and mouse intestine, the apical Na(+)/H(+) exchangers NHE2 and NHE3 affect luminal Na(+), water, and pH. Loss of NHE2 results in acidic luminal pH. Since acid resistance systems in gram-positive bacteria are well documented, we hypothesize that gram-positive bacteria would increase in representation in the acidic NHE2(-/-) intestine. METHODS: Intestinal ion composition was measured by fame photometry and chloridometry and pH measured electrochemically. DNA extracted from intestinal flushes or from mucosal scrapings was analyzed by qRT-PCR to examine luminal and mucosa-associated bacterial populations. Epithelial mucus oligosaccharide patterns were examined by histology with FIT-C labeled lectins . RESULTS: Although total luminal and mucosa-associated bacteria were unchanged in NHE2(-/-) intestine, gram-positive bacterial phyla were increased in the mucosa-associated bacterial population in a region-specific manner. The genera Clostridium and Lactobacillus were increased in the cecum and colon which corresponded to changes in NHE2(-/-) mucus oligosaccharide composition of mannose, N-acetyglucosamine, N-acetygalactosamine and galactose. CONCLUSIONS: Together these data indicate that changes in ion transport induce region-specific bacterial changes, which alter host mucus oligosaccharide patterns. These host-bacterial interactions provide a possible mechanism of niche-development and shed insight on how certain groups proliferate in changing environments and maintain their proliferation by altering the host.