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Nature:肠道菌群教得好,机体免疫差不了!
2022-09-30

古人云“养生先养肠”,“肠寿人长寿”。如今越来越多的科学研究表明,肠道菌群对我们的健康、机体免疫、寿命等方面影响巨大。

 

2021年5月,国际顶级期刊《Nature》报道了有研究显示:在人类生命的头三年里,微生物群的组成会逐渐趋于稳定,与成年时相似,而这一过程相当于T细胞的储备期。相当于我们的T细胞经历了一个肠道菌群的“早教”过程。那么对于肿瘤患者来说,通过肠菌移植(FMT)技术引入一个正常健康的肠道菌群系统,是否意味着可以为其引入一个“高素质”的T细胞部队,进而可以帮助其恢复正常的免疫功能,从而对其肿瘤治疗有正向帮助呢?

 

2021年05月12日来自美国犹他大学医学院Matthew L.Bettini和纪念斯隆·凯特琳癌症中心Gretchen E.Diehl课题组研究人员,在Nature发表题为《Thymic development of gut-microbiota-specific T cells》(肠道菌群特异性T细胞的胸腺发育)的文章,指出肠道菌群可诱导肠道树突状细胞将微生物抗原从肠道运输到胸腺,然后诱导微生物群特异性T细胞扩增,从而增强对肠道微生物和病原体的识别能力。

 

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研究过程和方法

 

为了研究肠道菌群对胸腺特异性T细胞的影响,研究人员使用共生微生物分段丝状细菌(SFB)。研究结果表明,幼年小鼠种植SFB 2周后,胸腺中SFB特异性T细胞增多。并且,在幼年小鼠中,SFB种植4周后,外周血中才出现Th17细胞增多。

肠道微生物可以穿过肠系膜淋巴结(MLNs),但是这些微生物可以到达什么组织和器官尚不清楚。为了研究这个问题,研究人员使用SFB特异性引物进行评估,结果表明在年轻但未成年的SFB小鼠的胸腺和MLN中均发现了SFB。

并且,少数小鼠的肝脏和心脏中也存在少量的SFB,但脾脏或肺部未检测到,表明胸腺和MLN中的细菌不是由于微生物渗透到血液中引起的。为了检测微生物在肠道外分布的普遍性,研究人员还利用大肠杆菌进行验证,结果与SFB相似。

接下来,研究人员发现,小鼠断奶时使用抗生素可减少肠道菌群,并减少胸腺中树突细胞的数量,种植SFB或大肠杆菌则会增加胸腺CX3CR1+树突细胞数量。

CX3CR1+树突细胞缺陷小鼠胸腺中SFB特异性T细胞的扩增减少,并可减少胸腺和MLN中细菌的水平。研究人员还利用荧光小鼠观察到细胞从肠道到胸腺、脾脏、淋巴结的迁移,并且,随着小鼠衰老,细胞的迁移减少。

最后,研究人员利用结肠炎T细胞移植模型,分析了胸腺特异性T细胞对外周组织的影响。结果表明,移植T细胞后小鼠体重减轻、免疫浸润增加。可喜的是,研究人员发现携带大肠杆菌的小鼠对沙门氏菌感染有更强的抵抗力。

 

结论

 

该研究以小鼠为研究模型,进一步证实了微生物群落在T细胞的发生发展中发挥着至关重要的作用。与微生物群落组成正常的小鼠相比,经抗生素和无菌处理的小鼠拥有更多的肠道T细胞受体(TCR)。这表明微生物抗原改变了T细胞的发育,并进一步了解微生物菌群的特异T细胞在生命早期的发展情况,为治疗或平衡微生物特异性T细胞的免疫紊乱(如炎症性肠病),提供了新的治疗方法。

文章说明,在人类生命的头三年里,微生物群的组成会逐渐趋于稳定,与成年时相似,而这一过程相当于T细胞的储备期。

 

启示

人类及其微生物群落已经形成了一种互利的关系。其中包括,人类宿主为微生物群落提供了一种适宜的生存环境,而微生物为宿主提供营养、保护其免受病原体的感染等好处。维持这种关系,需要谨慎的平衡免疫与细菌的关系,其中管腔内含有的共生微生物,同时也会限制炎症的抗共生反应。在之前的研究中,已经描述了T细胞对肠道微生物的抗原可进行特异性识别的过程。尽管局部环境会影响效应细胞的分化,但目前尚不清楚胸腺内微生物群落的特异性T细胞是如何共生的。

 

本研究表明,早期生命中的肠道定植会导致微生物抗原通过树突状细胞从肠道提呈至胸腺,进而诱导微生物群的特异性T细胞的增殖。一旦进入外周,微生物群的特异性T细胞或可以抵御相关病原体的侵害。通过这种方式,正在发育的微生物群会影响并扩展胸腺和外周的T细胞储存库,从而可以增强T细胞对肠道微生物与病原体的识别。