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《细胞》子刊:每个人都有一条五彩斑斓的舌头!科学家发现舌苔具有复杂的微生物结构,不同细菌竟然还会搞联...

 psh.b 2020-04-13

舌头应该是身上最幸福的器官了,不管吃了什么美味都是由它来品尝。这么多的美味,在舌头表面也养了一大群微生物。这些微生物,和舌头上脱落的角质细胞、组织中渗出的白细胞等一起,构成了舌头表面的舌苔。

说起舌苔,中国人肯定都不陌生,毕竟传统中医里,看舌苔可是很常用的一种诊断方法。这一方法科不科学暂且不论,单说这舌苔里的微生物组成,那就已经相当复杂了。

近日,美国Forsyth研究所的Steven A. Wilbert、Jessica L. Mark Welch和Gary G. Borisy,对舌头背部中的微生物群落进行了研究,发现这些微生物大致可以分为三类——游离细菌、上皮结合细菌和聚集在一起形成联合体细菌联合体中具有高度结构化的空间组织。这一结果发表在Cell Reports上[1]。

细菌联合体

口腔这个环境,复杂多变。吃根冰棍,口腔里的温度会降到接近0度,喝杯开水又会升到七八十度,湿度、pH值、氧浓度等等,也都会受到吃饭、说话等等活动的影响。这样复杂的环境下,口腔中的微生物也十分复杂。根据人类口腔微生物组数据库(HOMD)所述,人类口腔中包含至少756个物种[2]。

口腔里的微生物中,舌背部的菌群可能是最重要的一类。它们附着在舌乳头上参与构成舌苔,又通过唾液与口腔中牙齿、颊粘膜等其它小生境相互交流。虽说目前对舌苔菌群的了解不多,但已经有人发现舌苔菌群可以把唾液中的硝酸盐转化成一氧化氮,从而在人体一氧化氮稳态调节中起重要作用[3]。

(来自pixabay.com)

为了更深入的了解舌苔中的微生物,研究人员使用光谱成像联合荧光原位杂交技术(CLASI-FISH),对舌苔上的微生物的空间分布进行了研究。

研究人员首先使用高通量测序,对舌苔上的微生物种类进行了鉴别。在人类舌苔上,有17个属的细菌广泛存在。它们在舌苔上的丰度都超过了0.5%,并且每一种能在80%以上的个体中被检出这17个属囊括了90%以上的舌苔微生物,是舌苔微生物的主要组成

17个属的细菌占据了舌苔菌群的90%以上

人的舌头表面,覆盖有大量的丝状乳头。电镜图像显示,不管是丝状乳头之间的空隙中,还是乳头末端突出的刺或毛上,都存在高密度的细菌[4]。为了最大程度减少对菌群空间结构的干扰,研究人员使用塑料刮刀从后向前在21位受试者舌头上轻轻刮擦,采集样品。这样大约能保留数十至数百微米范围内的空间结构。

样品中的细菌大致可以分为3类:没有粘附在任何表面的游离细菌、简单粘附在上皮细胞上的上皮结合细菌,以及具有特定组织结构的细菌联合体

这些细菌联合体大多具有确定的边界中间有个上皮细胞构成的核心。相比于游离细菌和上皮粘附细菌,联合体中的细菌组成在不同样本间差距不大,更为均一可能有着更加重要的功能

不同种类的细菌围绕上皮细胞(灰白色)形成联合体

研究人员使用CLASI-FISH技术对联合体中的细菌进行了可视化分析。在17个属的舌苔菌群的主要组成中,放线菌、罗氏菌和链球菌的存在最为广泛

其中,放线菌主要出现在上皮细胞核心附近,形成较大的斑块,而罗氏菌通常位于联合体表面的大斑块中。至于链球菌,主要在联合体表面形成一个薄薄的皮层,有时也会在联合体内部形成条纹或者斑块。

链球菌S. mitis(绿色)主要在联合体表面分布,S. salivarius则位于内部

不同种类的链球菌的分布也有差别。比如在联合体表面形成皮层的经常是链球菌S. mitis,而另一种链球菌S. salivarius则通常在联合体内部形成大的斑块。

论文的共同通讯作者Mark Welch表示:“我们物种水平的成像结果,证实并加深了我们对关键物种栖息地特异性的理解,显示了物种水平高分辨率成像对微生物群落研究的价值。”

编辑神叨叨


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