Nature：揭示IgA抗体调节人类机体免疫系统和肠道菌群之间平衡的分子机制

2021年10月22日 讯 /生物谷BIOON/ --生活在肠道中的细菌大约包括500-1000种，其组成了所谓的肠道菌群，且在机体消化和预防感染上发挥着重要作用；与机体外部入侵的病原体不同，肠道菌群是无害的，且能被宿主机体的免疫系统所“容忍”，人类免疫系统如何在肠道中维持这种微妙的平衡，目前研究人员并不清楚。众所周知，称之为IgA抗体的A型免疫球蛋白就扮演着重要的角色，这些天然的防御性物质是机体免疫系统的一部分，而且能根据锁钥原理来非常具体地识别外源性的病原体。

来自无菌和HA107短暂定植小鼠机体中肠道浆细胞衍生的单克隆抗体的Ig基因和抗体结合特性。

图片来源：Rollenske, T., et al. Nature (2021). doi：10.1038/s41586-021-03973-7

近日，一篇发表在国际杂志Nature上题为“Parallelism of intestinal secretory IgA shapes functional microbial fitness”的研究报告中，来自伯尔尼大学等机构的科学家们通过对小鼠模型进行研究后发现，IgA抗体能在多个层面上特异性地限制良性细菌的适应度，这或许会促进免疫系统能够更好地微调肠道中的微生物平衡，如今研究人员成功阐明，免疫系统能识别并特异性地限制这些细菌的生长。

IgA是人类机体免疫系统中最常见的抗体类型，其由粘膜上专门的细胞所分泌，占到了人类免疫球蛋白三分之二的比例，令人惊讶的是，机体所产生的IgA抗体能针对肠道菌群中的良性细菌。如果没有这种免疫保护，这些微生物或许就会对机体健康产生有害影响，并会导致肠道疾病发生，然而，IgA抗体调节肠道中共存的方式之谜，目前科学家们尚未解开。截止到现在，在动物模型中研究天然形式的IgA抗体是不可能的，然而，这篇研究报告中，研究人员就克服了这一障碍，他们成功开发了足量的IgA抗体来专门针对一种名为大肠杆菌的肠道菌群，该抗体能识别并结合微生物膜上的基本元件。

图片来源：https://www.nature.com/articles/s41586-021-03973-7

研究人员花费了三年时间成功在无菌小鼠的肠道中追踪了体外和体内研究的效果，结果发现，IgA抗体能以多种方式来影响细菌的适应度，比如细菌的运动性被限制了，或者其阻碍了细菌所需的糖类的摄入；这种效应取决于被特异性所识别的表面成分，这意味着，免疫系统显然能通过不同的方法来同时影响良性的肠道菌群。

研究者Andrew Macpherson解释道，为何免疫系统与肠道中的良性细菌会达到一种微妙的平衡，同时又能有效摧毁致病性的入侵者，这个问题目前并未被详细阐明；然而，本文研究结果表明，IgA抗体能微调人类机体和肠道菌群之间的平衡；这些研究发现不仅能帮助理解肠道中免疫系统的基本作用机理，还能帮助促进新型疫苗的开发。理解抗体是如何以及在哪里识别肠道中的微生物，也将能够帮助研究人员能在更有针对性的基础上开发出能有效抵御病原体的新型疫苗。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Rollenske, T., Burkhalter, S., Muerner, L. et al. Parallelism of intestinal secretory IgA shapes functional microbial fitness. Nature (2021). doi：10.1038/s41586-021-03973-7