人类的舌头是我们日常生活的重要组成部分。毕竟,没有这个器官,我们就无法像现在这样精确地进食、品尝、说话、啜饮、吞咽,甚至吐唾沫。尽管如此,我们口腔的主要肌肉对科学家来说仍然是一个谜。直到最近,研究人员才开始理解,有一个被称为“微生物群”的完整细菌生态系统,它们以我们的口腔为家。现在,研究人员能够以前所未有的细节拍摄到这个生机勃勃的微生物群落。
“舌头上的细菌远不止是一堆随机的堆积物。它们更像是我们身体的一个器官,”福赛斯研究所和哈佛牙医学院的研究员Gary Borisy在关于新图像的一份声明中说。他最近在《细胞生物学》杂志上发表了他关于舌头微生物群的研究。
研究人员早已知道,我们的舌头(以及我们的肠道、皮肤、肚脐以及身体的其他所有缝隙)都充满了微生物。通过采集拭子样本,我们甚至能够了解生活在我们身上和我们之间的确切物种。但直到现在,我们还无法实时看到所有这些物种如何相互作用。就像地球上其他的生态系统一样,例如珊瑚礁、雨林,甚至一条小溪,物种的集合体都在同一空间内找到自己的生态位并共同努力生存。正如上面的照片所示,你的舌头也是如此。
为了可视化舌头上的微生物栖息地以及它们如何相互作用,研究人员使用了一种在Borisy实验室开发的相对较新的技术,称为组合标记和光谱成像——荧光原位杂交(CLASI-FISH)。这项技术涉及用多种荧光染料标记各种微生物(先前已确定生活在人类舌头上)。荧光染料是吸收光并在不同波长下重新发射光的荧光化学化合物。这项技术使得舌头上存在的许多不同种类的细菌和其他微生物在拍照时能够同时发光。通过这样做,研究人员能够获得微生物群落如何生活的快照。
毫不奇怪,我们的舌头上发生着很多事情,而且它们都对我们的健康起着作用。如上图所示,中间的灰色核心是构成我们口腔肌肉外层组织的が上皮组织。从灰色核心伸出的红色尖刺是 Actinomyces ,这是一种无害的革兰氏阳性细菌,也存在于我们的喉咙、消化道和泌尿道中。近邻是洋红色的 Veillonella 。 Actinomyces 和 Veillonella 都可以将菠菜和其他绿叶蔬菜等食物中的硝酸盐转化为亚硝酸盐,这使得我们的细胞能够产生一氧化氮,而一氧化氮有助于控制血压等重要功能。
人们熟知的 Streptococcus 细菌以绿色高亮显示,并栖息在我们的舌头外缘。其他细菌株——青色的 Rothia ,黄色的 Neisseria ——聚集在从中央人类组织核心伸出的簇和条纹中,这表明核心是生长的基本组成部分。
这张引人注目的图像清楚地表明,细菌在舌头上占据着特定的位置。现在,研究人员希望更好地理解这是为什么,它如何帮助它们生存,以及我们舌头的解剖结构(如那些微小的凸起)如何促进这种生长——以及这一切如何帮助人类和我们的细菌共同繁荣。