蛍光標識された細菌を監視することからのコレラ腸のコロニー形成ビブリオの洞察

コレラの薬剤であるVibrio Choleraeは、小腸（SI）に定着する運動性のない非侵襲性病原体です。V. cholerae腸のコロニー形成に必要なプロセスに関する私たちの知識のほとんどは、ヨガラに感染した乳児マウスから回収されたWTおよび変異体V. choleraeの列挙に由来しています。SI内のV. choleraeの分布、特に胆汁軸に沿った局在、またはこの分布を説明する細菌および宿主の要因に関する知識は限られています。ここでは、共焦点および生体内2光子顕微鏡検査を使用して、蛍光に触れたV. cholerae株の局在を監視すると、V。Cholerae腸のコロニー形成の予期しない以前に認識されていなかった特徴を明らかにしました。腸内の病原体の直接的な視覚化は、腸上皮に付着したV. cholerae微小植物の大部分が単一の細胞から生じること、およびV. choleraeの局在化とコロニー形成に必要な因子に顕著な調節特異的側面があることを明らかにしました。近位Siでは、V。choleraeは発達中の腸内窩にのみ存在しますが、より遠位Siの地下室に限定されていません。予想外に、V。choleraeの運動性は、近位ではなく、遠位siのコロニー形成に重要であるレジオ特異的コロニー形成因子であることが証明されました。さらに、胆汁軸または地下室に沿った適切なV. cholerae分布には運動性も走化性も必要ありませんでした。最後に、我々の観察結果は、宿主のムシンがV. cholerae腸のコロニー形成を制限する重要な要因であることを示唆しています。特に、より豊富な粘液層があると思われる近位Si。集合的に、我々の発見は、宿主病原体相互作用の理解を深めるために、感染中に直接病原体視覚化の強力な能力を示しています。

Vibrio cholerae, the agent of cholera, is a motile non-invasive pathogen that colonizes the small intestine (SI). Most of our knowledge of the processes required for V. cholerae intestinal colonization is derived from enumeration of wt and mutant V. cholerae recovered from orogastrically infected infant mice. There is limited knowledge of the distribution of V. cholerae within the SI, particularly its localization along the villous axis, or of the bacterial and host factors that account for this distribution. Here, using confocal and intravital two-photon microscopy to monitor the localization of fluorescently tagged V. cholerae strains, we uncovered unexpected and previously unrecognized features of V. cholerae intestinal colonization. Direct visualization of the pathogen within the intestine revealed that the majority of V. cholerae microcolonies attached to the intestinal epithelium arise from single cells, and that there are notable regiospecific aspects to V. cholerae localization and factors required for colonization. In the proximal SI, V. cholerae reside exclusively within the developing intestinal crypts, but they are not restricted to the crypts in the more distal SI. Unexpectedly, V. cholerae motility proved to be a regiospecific colonization factor that is critical for colonization of the proximal, but not the distal, SI. Furthermore, neither motility nor chemotaxis were required for proper V. cholerae distribution along the villous axis or in crypts, suggesting that yet undefined processes enable the pathogen to find its niches outside the intestinal lumen. Finally, our observations suggest that host mucins are a key factor limiting V. cholerae intestinal colonization, particularly in the proximal SI where there appears to be a more abundant mucus layer. Collectively, our findings demonstrate the potent capacity of direct pathogen visualization during infection to deepen our understanding of host pathogen interactions.