Cell report:微生物通过免疫依赖性调节肠道干细胞分化

肠道是微生物和宿主之间的主要接口。大量证据表明，肠道干细胞在维持肠道完整性和因应肠腔内容物而调整其结构方面起着关键作用，但它们也在启动癌症的发展中起着作用。肠腔的微生物、化学物质和营养成分的变化已经被证明可以改变ISC的活性，重塑肠道的结构和功能。

然而，对肠道微生物影响肠道内稳态和宿主生理的机制的了解仍然不够，对宿主与其微生物群之间的分子对话也仍然缺乏完整的了解。

图片来源: https://doi.org/10.1016/j.celrep.2022.110572

近日，康奈尔大学的研究者们在“Cell Report”杂志上发表了题为“Microbes affect gut epithelial cell composition through immune-dependent regulation of intestinal stem cell differentiation”的文章，在本研究中研究者提出了一个模型，微生物模式识别途径(如IMD-AREISH)和损伤反应途径(如JAK-STAT)的平衡影响ISC的分化、上皮成分和肠道生理。

肠道微生物在宿主生理中扮演着重要的角色，然而，其影响的机制仍未得到充分的研究。在本研究中，研究者证明微生物不仅影响肠道生理，而且还改变其上皮成分。微生物区系和病原体共同影响肠道干细胞(ISC)的分化。

有趣的是，虽然微生物区系促进ISC分化为肠细胞(EC)，但病原体刺激肠内分泌细胞(EE)的命运和EES在中肠上皮的长期积累。重要的是，进化保守的果蝇NFKB(味觉)通过直接调节分化因子将干细胞谱系规范推向内皮细胞。相反，JAK-STAT通路促进EE对感染性损伤的命运。

微生物通过免疫依赖性调节肠道干细胞分化影响肠道上皮细胞组成

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为了进一步阐明微生物区系和病原体的这种差异影响，研究者应用互补基因组学方法来表征致病/非致病微生物对两条免疫途径：NFKB和JAK-STAT途径的影响。研究者发现，微生物主要刺激IMD-AREISH通路，而病原体则触发IMdRelish和JAK-STAT通路的激活。

突变分析和功能遗传学实验揭示了保守的免疫途径在控制ISC分化中的重要作用。最后，通过研究这些保守的免疫通路之间的关系，研究者发现损伤介导的JAK-STAT激活拮抗了NFKB对ISC谱系的影响。

总之，研究者认为微生物通过改变依赖PAMP的先天免疫激活(通过IMD-AREISH)和由上皮损伤诱导的细胞因子产生(通过JAK-STAT)之间的平衡来影响ISC的分化。这一机制在确定肠上皮细胞结构中起着至关重要的作用。（生物谷 Bioon.com）

参考文献

Xi Liu et al. Microbes affect gut epithelial cell composition through immune-dependent regulation of intestinal stem cell differentiation. Cell Rep. 2022 Mar 29;38(13):110572. doi: 10.1016/j.celrep.2022.110572.