膳食乳化剂与宿主炎症协同驱动克罗恩病相关大肠杆菌向增强致病性的基因组进化

背景与目的：西方化国家克罗恩病（CD）发病率的上升与饮食变化和食品添加剂消费增加有关，但这些因素加剧肠道炎症的机制仍不清楚。黏附侵袭性大肠杆菌（AIEC）是参与CD发病的致病共生菌，缺乏明确的遗传标志，但表现出肠道定植和毒力特征，这引发了关于促进其在特定个体中出现的进化力量的问题。在这里，我们研究了慢性暴露于两种常见膳食乳化剂羧甲基纤维素（CMC）和聚山梨酯80（P80）以及宿主炎症如何驱动AIEC基因组进化和致病潜力。方法：野生型和Il10缺陷小鼠单菌定植AIEC，并慢性暴露于CMC、P80或水。收集细菌分离株，分析其基因组多样化、突变和体外及体内表型。结果：乳化剂加速了AIEC基因组多样化，并选择了与运动性、侵袭性和促炎活性增加相关的突变。此外，膳食乳化剂进化菌株在体内表现出明显的适应性优势，在鼠宿主中胜过对应菌株，当进化发生在炎症条件下时优势最大。值得注意的是，进化途径和表型结果受乳化剂和宿主炎症状态共同影响，强调了饮食与宿主遗传学在促进促炎致病共生菌方面的协同作用。结论：这些发现提供了一个将现代饮食习惯与致病性AIEC菌株出现联系起来的进化框架，并强调了饮食干预对炎症性肠病风险个体重要性。