当前位置: 主页 > 神经科学 > 神经免疫与炎症

多篇文章共同解读免疫系统与肠道菌群的奥秘

2016-11-29 11:38 未知 未知 阅读 0
核心摘要: 本文综合解读了多篇关于免疫系统与肠道菌群相互作用的研究。内容涵盖免疫细胞如何维持肠道菌群平衡、肠道菌群失衡导致全身免疫过度活跃、天然肠道菌群增强免疫力、基因与菌群相互作用引发炎性肠病、免疫系统通过菌群控制葡萄糖代谢、双胞胎肠道免疫与菌群发育同步、肠道菌群影响癌症免疫治疗效果、肠道细菌耗尽T细胞导致感染复发,以及母体肠道菌群对子代免疫系统的影响。这些研究揭示了免疫系统与肠道菌群之间的复杂调控网络,为相关疾病的治疗提供了新思路。

近年来,随着科学家们研究的不断深入,越来越多的研究证据将机体的免疫系统与肠道菌群联系起来。免疫系统能够被肠道菌群调节,也能主动调节肠道菌群的多样性,从而影响健康。本文对二者之间的关联性研究进行了整理,与各位一起学习。

1. 免疫细胞帮助肠道好细菌战胜坏细菌

美国芝加哥大学科学家在《免疫》期刊上撰文指出,免疫系统可能是健康肠道菌群的“卫士”。他们发现,白细胞中的一种单一结合蛋白可能影响小鼠的肠道菌群平衡。如果没有该蛋白,小鼠更容易感染有害细菌。其机制尚不清楚,但可能是免疫系统能以某种方式感知入侵的肠道细菌。芝加哥大学病理学系Yang-Xin Fu说:“我们的研究揭示了免疫系统赋予肠道细菌天然的限制感染能力。”由于耐抗生素的有害细菌急剧增长,科学家亟需找到方法在不使用抗生素的前提下控制感染。未来,这种方法或能让有益细菌间接杀死有害细菌。Fu及其合作者发现,当缺少一种名为Id2的蛋白时,3型固有淋巴细胞(ILC3)对有害细菌感染的响应能力减弱。

2. Science:肠道菌群失衡可致全身免疫系统过度活跃

日本理化研究所科学家在《科学》杂志上报告说,他们发现一种免疫抑制性受体控制着肠道菌群的构成。如果这种受体缺失,肠道微生态环境会紊乱,进而导致全身免疫系统过度活跃。人体肠道内生活着500至1000种细菌,它们调节肠道免疫系统并使其适度活跃,以维持健康。专家以免疫球蛋白A为线索,通过动物实验发现,免疫抑制性受体PD-1具有维持免疫球蛋白A的质量和控制肠道菌群构成的作用。此前研究表明,PD-1受体能抑制免疫系统功能,PD-1受体缺失的实验鼠会出现自体免疫疾病症状。但去除肠道细菌后,症状消失。然而,肠道菌群如何影响免疫系统,其详情一直未获解释。

3. Immunity:天然肠道微生物菌群可增强机体免疫力

来自天然肠道细菌的信号对于机体免疫效应抵抗病毒和细菌非常有效。弗莱堡大学的研究者发现,肠道微生物菌群在肠道免疫系统的形成中扮演重要角色。改变肠道菌群组成会增加食物过敏或肠道炎性疾病的风险。研究者用病毒感染了两组小鼠,一组有正常肠道菌群,另一组是无菌小鼠。相比正常小鼠,无菌小鼠的免疫效应大幅降低,并产生严重疾病。当给予无菌小鼠正常小鼠的肠道微生物菌群后,其免疫效应得以恢复。

4. Cell新研究阐述人类肠道菌群与免疫应答关系

由麻省总医院、MIT布罗德研究所、哈佛大学和荷兰两个医学中心进行的研究,阐述了健康人体内肠道菌群差异如何影响免疫应答,发表在《细胞》杂志上。研究人员分析了500名健康参与者的血液和粪便样本,希望找到对病原体免疫应答的个体差异、肠道菌群的差异以及两者之间的相互影响。每个参与者的免疫细胞暴露于三种细菌刺激物(共生菌B. fragilis、常见病原体S. aureus和E. coli产生的毒性物质)以及两种念珠菌属真菌。通过研究免疫应答与微生物群体之间的关系,研究人员发现了微生物群体及其功能与免疫应答之间相互作用的清晰模式。

5. Science:揭秘基因和肠道菌群相互作用引发炎性肠病的分子机制

研究人员发现人类机体中两种缺陷性基因和一类有益细菌释放的信息及肠易激综合征之间的关联。脆弱拟杆菌(Bacteroides fragilis)是机体的一种有益菌群。克罗恩病患者机体中缺失两种名为NOD2和ATG16L1的基因,这会诱发肠道炎症。研究人员对小鼠进行遗传改造,使其携带人类缺失的NOD2和ATG16L1基因。当将脆弱拟杆菌引入到没有缺陷性基因的小鼠肠道中后,该细菌可以抑制炎性反应。但该细菌会释放特殊的外膜囊泡结构(OMVs),其中包含可抑制炎性反应的免疫调节分子。在携带NOD2和ATG16L1基因的小鼠中,这种免疫调节分子不会促进免疫系统发挥作用,从而促进肠道炎性问题。

6. Nat Commun:突破性研究!免疫系统如何利用肠道细菌控制葡萄糖代谢

发表在《自然·通讯》杂志上的研究发现了免疫系统、肠道菌群以及葡萄糖代谢之间的重要关联。三者之间的串扰如果没有得到纠正,会诱发2型糖尿病和代谢综合征。消化道中名为Akkermansia muciniphila的细菌能够帮助调节葡萄糖代谢。Natalia Shulzhenko教授认为,多个系统间存在互联和串扰机制。免疫介导蛋白IFN-γ能够影响葡萄糖代谢,同时帮助抵御病原体。当IFN-γ水平降低时,葡萄糖代谢明显改善,但机制尚不清楚。

7. Nature:突破性进展!揭秘双胞胎肠道微生物群落和肠道免疫力发育的关联

华盛顿大学医学院的研究人员对双胞胎从出生到2岁时进行研究发现,双胞胎儿童肠道免疫系统的发育与肠道微生物菌群的发育是同步的。研究对40对健康的双胞胎进行研究,并收集了无菌小鼠的数据。研究人员分析了年龄、遗传、饮食及其他环境因子对肠道免疫系统及微生物群落的影响,如婴儿的出生方式(顺产或剖腹产)。

8. Science:肠道微生物影响癌症免疫治疗效果

检查点抑制剂是能够唤醒免疫系统抵抗肿瘤的新型药物,但部分病人无效。两项研究将免疫检查点抑制剂与肠道菌群联系起来。正常情况下,免疫细胞表面的受体限制其对自体组织进行杀伤,但肿瘤组织能激活这些受体。免疫检查点抑制剂能阻止肿瘤细胞激活这些受体,维持免疫细胞活性。这两项研究证明微生物能影响治疗效果。过去研究者常寻找患者基因组中的突变来解释个体差异,如今指出微生物也可能有同样影响。

9. JEM:肠道细菌或会耗尽T细胞引起细菌性感染的复发

瑞士科学家研究发现,在罕见遗传病患者机体中,脆弱的肠道会削弱抵御细菌感染的免疫细胞功能。患普通可变性免疫缺陷症(CVID)的病人由于免疫细胞功能缺损,会引发复发性细菌感染。但患者血液中抵御细菌的T细胞表现出耗尽功能的迹象,而抵御病毒感染的T细胞完好无损,因此CVID患者很少被病毒感染。

10. 宝宝的免疫力好不好,妈妈的肠道微生物是关键

瑞士伯尔尼大学的研究人员发现,如果在鼠妈妈的肠道内涂抹细菌,会对新生小鼠的先天性免疫系统产生影响。实验选用大肠杆菌E. coli,并赋予其“自动消失功能”,在植入鼠妈妈肠道内后,E. coli逐渐减少并在子代小鼠出生前消失,保证子代小鼠出生时无菌。对比后发现,实验组小鼠的肠道中有更多的先天性淋巴细胞和单核细胞,这两种细胞是先天性免疫系统中的“杀手”。

    发表评论