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Nature:揭秘肠道细菌“免疫休战”背后的机制

2013.5.24


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免疫系统如何与“好”的肠道细菌和平共处?

  胃肠道中差不多包含了数万亿的肠道细菌,它们的主要功能是帮助机体消化食物,然而免疫系统却似乎对它们视而不见。在一些慢性人类疾病,如炎症性肠病(IBD)、HIV/AIDS、癌症、心血管疾病和糖尿病中,免疫系统却会攻击这些通常有益的细菌,由此导致慢性炎症,促进疾病进程。

  现在,宾夕法尼亚大学的研究人员终于了解了机体维持这种友好性休战状态的一条重要机制,这一发现有可能促使开发出针对慢性疾病的新治疗策略。相关研究结果发表在近期出版的《自然》(Nature)杂志上。

  研究人员表示,发现先天淋巴细胞(innate lymphoid cell, ILCs)直接限制了炎性T细胞对小鼠肠道中的共生菌产生反应。这种ILC功能丧失可有力地将免疫系统推向扩大的战争状态,对抗这些好的共生菌——在多种慢性炎症性疾病中都可以观察到这种情况。

  ILCs 是一类罕见的免疫细胞,研究人员于数年之前首次对其进行了描述。从前的研究表明这些细胞主要通过分泌免疫激活细胞因子,调控了肠道中的免疫反应。然而直到现在,由于不可能在完整的免疫系统中选择性除去 ILCs ,研究它们仍很困难。

  研究人员在小鼠体内除去了一类 ILCs 所必需的 RORγt 蛋白。发现 RORγt 缺陷动物中T细胞抗共生菌反应加剧,全身性炎症更为严重。相比之下,除去从前确定的ILC效应细胞因子,如 IL-22 和 IL-17 则不会触发对共生菌的免疫反应,表明ILC利用了一条不明确的调控信号通路。

  当研究小组检测 RORγt 依赖性 ILCs 表达的标记性基因时,他们发现II型主要组织相容性复合物( MHCII )蛋白呈高表达。

  与 RORγt 缺陷小鼠相一致,研究人员发现选择性去除 ILCs 中的 MHCII ,可导致过度活跃的直接抗共生菌T细胞反应以及全身性炎症反应,采用广谱抗生素耗尽这些共生菌则可以缓解所有这些反应。并且,在 ILCs 中选择性除去 MHCII 的小鼠还形成了炎症性肠病,它是由于异常的CD4+ T细胞对共生菌产生反应所驱动。

  该研究首次在存在完整免疫系统的情况下选择性靶向了 ILCs ,这些研究发现表明在正常条件下, ILCs 利用 MHCII 在抑制抗菌T细胞反应中起至关重要的作用。事实上,当研究人员直接观测 ILC 活性时,他们发现 MHCII + ILCs 有可能向T细胞递呈了外来抗原,并限制了它们的扩增及促炎特性。

  从根本上讲, ILCs 似乎教导了T细胞信任(也可以说是忽略)共生菌,从而使得免疫系统能够与这些外源体共存。如饮食或感染等遗传或环境因素导致的 ILCs 丧失或调控失常,消除了这种保护作用。这可能导致免疫活性失调以及慢性炎症。

  研究人员表示,对共生菌产生不适当的免疫反应,以及随后的病理性炎症促成了许多慢性人类,包括炎症性肠病、HIV/AIDS、病毒性肝炎、癌症、心血管疾病和糖尿病发病和疾病进展。这项研究提供了调控共生菌免疫反应,以及维持组织稳态的信号通路的新认识。

  重要的是,该研究还确定了在健康人类供体肠组织中存在 MHCII + ILCs 。

  研究人员表示,尽管这一研究还处于初期阶段,这些研究结果引发了这样的假设: MHCII +先天淋巴细胞有可能是某些慢性炎症性疾病治疗性靶向的一条重要信号通路。

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