Early propagation of Catalase-proficient Proteus vulgaris is associated with robust increase in Escherichia coli population in DSS-treated mouse Colitis model

Abstract

대장염이 유도됨에 따라 박테리아 분포가 변화되고 이와 같은 현상은 대장염 발전 및 진행 과정에 영향을 준다. 대장염이 진행되면 초염증 상태가 유도되며 산화 스트레스의 농도가 높아진다. 따라서, 본 연구진은 대장염이 유도되었을 때 동반되는 초염증 상태에서 활성산소에 뛰어난 저항성을 보이며 성장에 영향을 받지 않는 균을 동정하는데에 목적을 두고 연구를 시작하였다. 대장염이 유도된 마우스 모델의 분변을 분석하여 봤을 때, 프로테우스 불가리스 균의 특이적인 초기 증식 및 대장균의 성장이 목격되었다. 실험 결과에선, 폭발적인 증식을 보인 프로테우스 불가리스 균이 고농도의 활성산소가 노출된 환경에서도 뛰어난 저항성을 보이며 생존을 유지 시키는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 유전체 분석을 통해 알아본 결과, 다른 프로테우스 균에 비해 동정된 프로테우스 불가리스 균에서만 특이적으로 발현되는 alkyl hydroperoxide reductase (AhpD) 가 있다는 것을 알 수 있었다. 더 나아가, 대장염 모델에서 증식한 대장균의 경우 활성산소에 대해 매우 민감하게 반응하였으나, 활성산소 저항성이 뛰어난 프로테우스 불가리스 균과 같이 배양되었을 때는 고농도의 활성산소가 처리되어도 성장에 영향을 받지않는다는 것을 알 수 있었다. 따라서, 프로테우스 불가리스 균의 뛰어난 활성산소 저항성은 초염증이 유도되었을 때 목격된 프로테우스 불가리스 균의 초기성장에 도움을 주었을 것이라고 추측할 수 있다.