Gut Microbes: 粘膜相关肠道共生菌诱导的白细胞介素-1β分泌促进肠屏障修复

肠道微生物区系对于维持和修复肠道上皮屏障是必不可少的。由于在炎症性肠病患者中发现了肠上皮屏障功能和微生物区系组成的变化，因此了解不同细菌在调节屏障修复中的作用是至关重要的。作者鉴定了一种小鼠共生大肠杆菌分离株GDAR2-2，它可以保护小鼠免受轮状柠檬酸杆菌感染和葡聚糖硫酸钠诱导的结肠炎。

GDAR2-2在小鼠体内定植后，CX3CR1+单核吞噬细胞(包括CX3CR1+巨噬细胞/树突状细胞和单核细胞)以及分泌IL-22的3型固有淋巴样细胞扩张，上皮屏障功能增强。巨噬细胞与GDAR2-2体外共培养产生IL-1β。在体内，CX3CR1+β耗尽或IL-1 MNP或IL-22阻断后，GDAR2-2定植后的保护作用消失。作者进一步鉴定了人类共生大肠杆菌分离株，它们通过CX3CR1+MnP和IL-1β的产生来保护小鼠免受轮状芽孢杆菌感染。

图片来源: https://doi.org/10.1080/19490976.2021.2014772

在肠道内，宿主与微生物的相互作用调节宿主生理的许多方面。作者和其他人之前证明了这些功能之一是促进屏障修复。然而，单个细菌和微生物信号调节肠上皮完整性的机制仍不清楚。通过抗生素筛选，作者鉴定出一种多药耐药的小鼠共生大肠杆菌GDAR2-2，它可以抵抗轮状芽胞杆菌感染和DSS诱导的小鼠结肠炎。作者发现，这种保护不是由于与轮状芽孢杆菌的直接竞争，而是依赖于宿主先天免疫反应的调节。

GDAR2-2在小鼠体内定植诱导IL-22+ILC3的增殖。IL-22通过促进肠上皮细胞增殖和存活，包括促进转运放大细胞增殖，促进杯状细胞再生和粘蛋白分泌，以及促进抗菌肽的产生，是从轮状芽孢杆菌感染中存活所必需的。在GDAR2-2定植后，作者发现转运放大细胞的标志物Axin2和Ascl2在结肠上调。

微生物附着在肠道上皮细胞是调节宿主免疫的重要机制。在活体中，作者在肠上皮细胞中发现了丰富的GDAR2-2，这表明保护作用可能是上皮附着的下游。利用Caco-2人结肠细胞系，作者发现单核细胞趋化因子在GDAR2-2刺激下上调。与此发现一致的是，GDAR2-2定植导致CX3CR1+单核细胞、CX3CR1int移行单核细胞和CX3CR1int巨噬细胞/DC在肠道内扩张。

在可以选择性去除CX3CR1+细胞的小鼠身上，作者证明了GDAR2-2诱导的对轮状芽胞杆菌感染的保护作用是依赖于CX3CR1+MNP的。先前证明了CX3CR1+MNPs是产生IL-22所需的ILC3。耗尽CX3CR1+MNPs也可阻断GDAR2-2诱导的IL-22+ILC3的增殖。总的来说，共生大肠杆菌GDAR2-2促进了CX3CR1+MNPs的屏障修复功能，从而导致IL-22+ILC3的扩张。

IL-1β是一种促炎细胞因子，可促进多种炎症性疾病，包括类风湿性关节炎(RA)和2型糖尿病(T2D)，在这些疾病中，IL-1β的中和有效地抑制炎症，降低疾病严重程度。与RA和T2D相似，炎症性肠病患者IL-1β升高。IL-1β可增加肠道紧密连接通透性，增加肠道细菌从肠腔向固有层的穿透，导致小鼠结肠炎。

人大肠埃希菌分离株通过诱导IL-1β保护小鼠免受轮状芽孢杆菌感染

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由于在炎症性肠病和自身免疫性疾病中经常发现微生物区系组成的变化，了解单个共生菌如何塑造宿主免疫反应将为制定改善疾病的策略提供重要线索。在这里，作者描述了诱导CX3CR1+MnPIL-1β产生以保护肠道屏障的肠粘膜相关大肠杆菌的亚群。总之，这些发现通过调节微生物组成和信号以及重新研究IL-β的作用，为炎症性肠病提供了潜在的治疗干预措施。（生物谷 Bioon.com）

参考文献

Wan-Jung H Wu et al. Interleukin-1β secretion induced by mucosa associated gut commensal bacteria promotes intestinal barrier repair. Gut Microbes. Jan-Dec 2022;14(1):2014772. doi: 10.1080/19490976.2021.2014772.