Nature：代谢产物乙酸盐或能帮助控制机体复杂的肠道菌群平衡

2021年7月22日 讯 /生物谷BIOON/ --细菌在肠道中的定植和抑制之间的平衡对于人类和细菌之间的共生关系必不可少；维持粘膜表面平衡的一个重要组分就是免疫球蛋白A（IgA），其是哺乳动物机体中最丰富的免疫球蛋白；多项研究揭示了多反应性IgA的重要特征，其是在没有共生细菌的情况下自然产生的，然而，考虑到肠道环境中的动态变化，目前研究人员仍然不能确定共生反应性IgA是如何形成的，以及这种IgA如何影响机体的微生物群落。

图片来源：https://www.nature.com/articles/s41586-021-03727-5

近日，一篇发表在国际杂志Nature上题为“Acetate differentially regulates IgA reactivity to commensal bacteria”的研究报告中，来自日本理化学研究所等机构的科学家们通过研究发现，某些肠道菌群所产生的主要代谢产物—乙酸盐或参与到了调节其它肠道菌群的过程中；尤其是，实验结果显示，乙酸盐或能诱发机体抵御有害细菌的免疫反应，相关研究结果或能帮助开发新型疗法来调节机体肠道菌群的平衡。

肠道菌群能帮助将我们所摄入的食物分解为更小的碎片，即代谢产物，最近有研究表明，这些代谢产物会对肠道中的免疫功能产生明显的影响；尤其是，肠道菌群中的主要代谢产物—短链脂肪酸（SCFAs，short-chain fatty acids）或能产生并调节机体免疫细胞的功能，其被认为会增加IgA的产生，但截至目前为止，并没有人知道到底是什么会触发这种行为。这篇研究报告中，研究人员给予小鼠喂食一种能特异性增加其局部大肠区域的SCFAs的食物，随后对小鼠进行研究发现，一类名为乙酸盐的SCFAs能增加产生IgA的细胞和IgA的数量，并能调节IgA与每一种肠道菌群的结合程度。

研究者指出，包括乙酸盐在内的SCFAs都能很容易被胃部和近端小肠组织吸收；因此这就很难研究口服SCFAs在远端肠道（比如结肠组织）中的影响了，因为在结肠等远端组织中SCFAs的水平较高。此外，研究人员还开发了一种方法来将代谢产物有效运输至远端肠道，这或许就能帮助他们分析SCFAs对机体免疫系统的影响效应，而诸如丙酸或丁酸等其它SCFAs则并不会影响IgA。

乙酸盐会增加IgA的产生，详见图中黄体表示。

图片来源：RIKEN

研究人员还发现，IgA所结合的细胞类型取决于是否存在乙酸盐，正常情况，IgA主要会与常见的共生细菌结合，但利用乙酸盐处理小鼠后，其就更倾向于与潜在的有害细菌进行结合了，比如大肠杆菌；深入分析后，研究者发现，当乙酸盐导致结肠中IgA产生时，IgA就会与潜在的有害细菌结合，并抑制其在粘液层中定植和侵袭。本文研究结果在某种程度上让研究人员出乎意料，最初他们认为，乙酸盐仅能简单地增加IgA，且会平等抵御所有的共生细菌；但发现其能与其它免疫细胞协作，并优先增强抵御特定微生物的IgA时，研究人员觉得非常惊讶；实际上，实验结果表明，当潜在的有害细菌存在时，乙酸盐才会增加IgA的产生。

总的来讲，本文研究结果显示，细菌所产生的乙酸盐会改变肠道中IgA的平衡，这一过程主要涉及与细菌组分一起增强IgA的产生；而通过增加IgA的产生，尤其是攻击潜在有害细菌的IgA，乙酸盐就能改变肠道中的细菌组分。如今越来越多的研究证据表明，肠道菌群或许参与到了很多疾病的发病过程，IgA是其中一种控制微生物菌群最有效的方式之一，因此研究者认为，本文研究结果或许就是这种调节机制的基础，由于代谢产物的功能在很大程度上依然是未知的，因此后期研究人员将会继续深入研究，重点关注通过这些分子所介导的宿主-微生物之间的相互作用，从而揭示其如何影响人类的病理生理学过程或机制。综上，本文研究中，研究人员识别出了肠道菌群代谢产物在调节不同IgA产生从而维持机体粘膜平衡中所扮演的关键角色。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Takeuchi, T., Miyauchi, E., Kanaya, T. et al. Acetate differentially regulates IgA reactivity to commensal bacteria. Nature (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-03727-5