衣原体疾病的新认识:新的同步RNA-Seq分析跟踪宿主/病原体的相互作用

马里兰大学医学院基因组科学研究所的研究人员开发了一种新技术，可以同时跟踪致病微生物的活动和宿主细胞对病原体的反应。采用新方法进行检验沙眼衣原体感染，研究小组观察了受感染细胞的反应如何导致衣原体疾病的标志结果之一——组织瘢痕。他们的研究结果发表在12月4日的《纽约时报》上《公共科学图书馆•综合》．

沙眼衣原体最普通的人类是由细胞内的致病细菌造成的吗性传播感染(性传播感染)和传染性失明(沙眼)。性传播的衣原体感染通常没有症状，会造成组织损伤和疤痕。例如，输卵管内衣原体诱导的疤痕组织可以阻塞输卵管开口，导致不孕。在沙眼患者中，眼睑内侧组织的衣原体瘢痕导致睫毛内翻，睫毛直接磨损角膜，最终导致角膜变得不透明。

衣原体感染的核心悖论是人体对感染的免疫和细胞反应会导致疾病。一个由基因组科学家和生物信息学专家组成的跨学科团队使用新的RNA-Seq技术开发了一种创新方法，以揭示入侵的细菌病原体与其宿主哺乳动物细胞之间复杂的相互作用。

“下一代测序技术已经取得了进步，因此我们现在可以将这些复杂的分析工具应用于人类细胞的复杂细菌感染，甚至是在感染的早期。这些早期事件往往为疾病的发生奠定了基础，”马里兰大学医学院基因组科学研究所(IGS)微生物学和免疫学助理教授Garry Myers博士说，他也是这篇论文的高级作者。“我们发现，对衣原体感染的反应迅速而显著，并观察到许多新的宿主细胞对感染的转录反应。特别是，我们能够识别已知诱导瘢痕形成的宿主细胞基因的异常早期表达，以及编码纤维化瘢痕构建块的许多基因的表达。”迈尔斯说。“似乎一连串的多米诺骨牌开始倒下衣原体感染一个细胞。根据个体对感染的反应，这些宿主反应会诱导一系列正反馈循环，最终随着时间的推移放大致病疤痕的产生。”

在这项研究中，科学家们利用细菌和人类rRNA的耗竭来富集来自受感染细胞的细菌和人类RNA，以便同时测序。这种新一代深度测序方法区分了衣原体和宿主的表达，获得了宿主和病原体转录的详细信息，特别是在感染的早期阶段。

“通过这种同步RNA-Seq方法，我们能够研究如何衣原体被感染的人宿主细胞相互回应。这让我们对衣原体疾病的瘢痕有了重要的了解。”迈尔斯说。“在这里开创的RNA-Seq方法也适用于感染人类细胞的任何细菌。”

“在这个项目中开发的同步RNA-Seq方法很可能被广泛用于宿主/病原体研究，”基因组科学研究所所长、美国国立卫生研究院资助的传染病基因组测序中心的首席研究员克莱尔·m·弗雷泽博士说，该中心进行了这项工作。“这是一个惊人的例子，表明与特定病原体研究相关的技术发展可以更广泛地利用。”

“基因组学和生物信息学领域的结合为基础研究科学家提供了新的工具，以了解有害微生物是如何导致疾病的，”医学博士、博士、工商管理硕士、马里兰大学医学事务副校长、马里兰大学医学院John Z.和Akiko K. Bowers杰出教授和院长说。“检测宿主细胞和病原体之间相互作用的能力让研究人员对感染有了更全面的了解，并可能发现新的治疗靶点。”