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Nature:细菌代谢物对肠道免疫反应产生重大影响

来源:本站原创 2019-01-26 12:55

2019年1月26日/生物谷BIOON/---至少十年来,科学家们已知道肠道中的正常细菌能够诱导肠道免疫细胞长出称为树突(dendrite)的触须状结构来“捕获”抗原,从而触发即时和长期的免疫反应。不太清楚的是这些细菌是如何激活这一过程的。

如今,在一项新的研究中,来自日本大阪大学等研究机构的研究人员发现激活这一过程的分子一直隐藏在显而易见的地方。相关研究结果于2019年1月23日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“GPR31-dependent dendrite protrusion of intestinal CX3CR1+ cells by bacterial metabolites”。
图片来自Osaka University。

代谢物是在代谢过程中产生的小分子。代谢是在所有活的细胞内发生的化学过程,可确保细胞持续发挥功能。人们已在许多有机体中深入研究了代谢途径,因而大多数常见的代谢物具有非常少的秘密。然而,在这项新的研究中,他们描述了他们如何取得了一项重要的发现:两种已知的代谢物---丙酮酸和乳酸---实际上促进小肠中的CX3CR1+巨噬细胞产生树突。

论文共同第一作者Naoki Morita解释道,“在分析了现有的研究后,我们猜测存在于小肠中的细菌代谢物可能介导树突产生。在纯化来自小鼠小肠内含物的不同组分之后,我们发现由正常的肠道菌群产生的乳酸和丙酮酸直接作用于肠道巨噬细胞。”

接下来,这些研究人员发现作为一种存在于小肠巨噬细胞表面的蛋白,GPR31是这两种代谢物的特异性受体。缺乏GPR31的小鼠在被给予丙酮酸或乳酸后显示出CX3CR1+细胞的树突产生减少了,结果就是在遭受一种非致病性的沙门氏菌菌株感染后,抗体产生也减少了。

论文共同第一作者Eiji Umemoto说,“我们随后研究了用丙酮酸或乳酸以及非致病性沙门氏菌预处理正常小鼠是否让它们抵抗毒力较强的沙门氏菌菌株感染。正如我们所预测的那样,经过预处理的正常小鼠,而不是没有经过预处理的GPR31缺陷小鼠,在感染上毒力较强的沙门氏菌菌株后,表现出增加的存活率和增强的免疫反应。”

论文通讯作者Kiyoshi Takeda解释道,这项研究有多种临床应用。“鉴于这些代谢物增强了免疫反应,它们可能用于提高口服疫苗的有效性,而且在开发旨在清除肠道病原体的疗法中,GPR31是一种有前景的治疗靶点。因此,我们期望乳酸、丙酮酸和GPR31将在不久的未来作为一种激活免疫反应的新靶标加以探索。”(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Naoki Morita et al. GPR31-dependent dendrite protrusion of intestinal CX3CR1+ cells by bacterial metabolites. Nature, 2019, doi:10.1038/s41586-019-0884-1.
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