概括:多年来,科学家一直怀疑肠道在多发性硬化症 (MS) 中发挥着重要作用,但将两者联系起来的“确凿证据”一直难以捉摸。一项具有里程碑意义的研究最终确定了细胞机制:肠上皮细胞 (IEC)(肠道内的细胞)充当“意外”信使。
研究发现,多发性硬化症患者的肠道细胞异常表达 MHC II,这是一种向免疫系统“呈递”抗原的蛋白质。这种相互作用错误地将普通免疫细胞转化为致病性 Th17 细胞,然后这些细胞从肠道直接迁移到中枢神经系统,攻击大脑和脊髓。
主要事实
- 意外的使者:IEC 通常不会以这种方式与免疫系统“对话”。在多发性硬化症中,它们开始表达 MHC II,从而“启动”CD4+ T 细胞变得具有攻击性。
- Th17 迁移:研究人员利用“Kaede”蛋白质追踪(在光下改变颜色)证明,这些肠道启动的 Th17 细胞从肠道物理移动到脊髓,从而驱动神经炎症。
- 人际关系:研究小组对人类活检样本进行单细胞 RNA 测序,以确认人类多发性硬化症患者的肠道中也存在与小鼠模型相同的炎症模式。
- 新的治疗目标:目前大多数 MS 疗法都针对血液中的 B 细胞;这项研究表明,治疗肠道环境或者阻断肠道细胞的抗原呈递活性可以从源头上阻止多发性硬化症。
来源:庆应义塾大学
多发性硬化症 (MS) 是一种使人衰弱的神经系统疾病,由针对中枢神经系统 (CNS) 的大脑和脊髓的免疫反应功能障碍引起。
是什么让我们的身体与自己作对?
免疫系统无法区分“自我”和“非自我”实体,会导致针对髓磷脂等自身蛋白的过度自身免疫反应,髓磷脂在神经元上形成保护层。
多种因素影响多发性硬化症的发病和进展,包括遗传易感性、环境触发因素以及最近的肠道微环境。
多发性硬化症患者的肠道菌群发生改变,而肠道菌群和微生物代谢物在形成慢性自身反应性免疫反应中发挥着关键作用。然而,在试图定义肠道-中枢神经系统轴时,将肠道来源的信号传递给免疫系统以影响中枢神经系统自身免疫炎症的细胞机制仍然知之甚少。
最近的一项研究,于 2026 年 3 月 27 日在期刊上在线发布科学免疫学,揭示了肠道免疫反应作为神经炎症引发剂的关键机制作用。
这项研究由日本庆应义塾大学胃肠病学和肝病学部助理教授 Shohei Suzuki 博士和医学院副教授 Tomohisa Sujino 博士领导。
“越来越多的证据表明,肠道微生物群会影响帕金森氏症、阿尔茨海默氏症和多发性硬化症等神经系统疾病。然而,肠道微生物、肠道免疫和脑部炎症之间的联系机制仍不清楚。我们热衷于确定肠道免疫反应如何导致神经炎症性疾病,”Sujino 博士解释了他们的研究动机。
基于之前的观察,实验性自身免疫性脑脊髓炎 (EAE)(多发性硬化症小鼠模型)中存在轻度肠道(回肠)炎症,作者开始测试多发性硬化症患者中是否存在类似的炎症。
通过对肠道活检进行单细胞 RNA 测序,研究小组发现炎症性 Th17 细胞在小鼠 EAE 模型以及 MS 患者的肠道中积累,这表明保守的肠道 - 中枢神经系统轴可能在人类疾病中发挥作用。
在 EAE 小鼠和 MS 患者中,肠上皮细胞 (IEC) 上调了抗原呈递途径。特别是,回肠上皮细胞具有较高的主要组织相容性复合物 II 类 (MHC II) 表达,该复合物可呈递 CD4 抗原+T 细胞和 IEC 中 MHC II 的选择性删除可减少致病性 Th17 细胞的产生和疾病的严重程度。
IEC 通常不向免疫细胞呈递抗原。因此,研究小组进行了共培养测定来测试 IEC 的抗原呈递功能。他们的研究结果表明,IEC 可以以 MHC II 依赖性方式直接呈递抗原来启动 CD4+肠道中的 T 细胞。
值得注意的是,在这些测定中,IEC 诱导了活化 CD4 的 Th17 极化+T细胞。很明显,肠道是致病性 CD4 免疫激活的关键部位+T 细胞极化为促炎 Th17 细胞。
为了研究 Th17 细胞是否直接对中枢神经系统中的自身反应细胞库做出贡献,他们使用了表达 Th17 细胞的转基因小鼠。枫蛋白质,在暴露于紫光时会发生从绿色荧光到红色荧光的光转换。该模型可以精确追踪肠道固有层中诱导的致病性 Th17 细胞,然后这些细胞迁移到脊髓并驱动神经炎症。
总而言之,这项研究揭示了 IEC 表达的 MHC II 在致病性 Th17 细胞扩增中的关键作用,这些细胞随后在 EAE 期间迁移到 CNS,从而提供了肠道免疫反应和自身免疫性神经炎症疾病之间的机制联系。
这项具有里程碑意义的研究表明,虽然体循环允许 T 细胞在免疫组织之间进行交换,但肠粘膜室内的上皮-免疫相互作用可以从根本上塑造大脑中效应 T 细胞的反应。
“虽然目前多发性硬化症的治疗通常以 B 细胞为目标,但我们的研究强调肠道是一个重要的治疗部位。调节肠道微生物群或 IEC 的抗原呈递活性代表了治疗自身免疫性神经系统疾病的新方法,”Suzuki 博士解释说,并强调了他们的研究结果的治疗意义。
让我们希望,对肠道粘膜免疫反应的进一步了解将有助于开发更好的疗法来治疗多发性硬化症等衰弱性神经系统疾病。
资金信息
这项工作得到了日本科学技术振兴机构 (JST) 通过颠覆性科学技术融合导向研究 (FOREST) 计划的支持(授权号:21457195);日本学术振兴会 (JSPS) 的资助(资助号:20H00536、20H03665、21K18272、23H02899、23K27590 和 25K22627);日本医学研究开发机构(CREST 拨款号:21gm1510002h0001); KGRI 挑战补助金;坂口纪念基金会;和宫里山制药公司。
回答的关键问题:
一个:将您的肠道视为免疫系统的“训练场”。这项研究表明,在多发性硬化症中,肠道内壁在训练过程中会犯一个严重错误。它向免疫系统表明了错误的“目标”,产生了一种特殊的炎症细胞 (Th17) 力量,然后离开肠道,专门前往您的脊柱和大脑造成损害。
一个:虽然该研究强调了“肠道微环境”,但更多的是关于免疫细胞在肠道中,而不仅仅是你吃的食物。然而,它为“管腔”疗法打开了大门——这种疗法留在肠道内修复这些“训练错误”,而不需要抑制整个免疫系统。
一个:他们使用了一项令人着迷的技术,称为枫光转换。他们使用特殊的光将肠道中的免疫细胞变成“红色”,然后等待。后来,他们在脊髓中发现了完全相同的红细胞,证明肠道是攻击的主要“发射台”。