PNAS：关键受体或能揭示机体肠道细胞检测有害入侵者的分子机理

人类机体肠道是有益微生物的家园，这些微生物被称之为肠道菌群，其能产生称之为代谢产物的特殊分子，如今科学家们越来越意识到这些代谢产物在支持机体健康上扮演着重要角色。机体中称之为G蛋白偶联受体（GPCRs，G protein-coupled receptors）的一组蛋白组能检测肠道菌群所产生的代谢产物并诱发重要的免疫反应和其它通路，然而，目前研究人员并不清楚哪些代谢产物会引发这些反应以及其会产生哪一类免疫反应。

近日，一篇发表在国际杂志Proceedings of the National Academy of Sciences上题为“The pyruvate–GPR31 axis promotes transepithelial dendrite formation in human intestinal dendritic cells”的研究报告中，来自日本大阪大学等机构的科学家们通过研究发现，称之为GPR31的受体或许在肠道中发现的一类特殊的免疫细胞中表现尤为活跃，这类免疫细胞称之为传统1型树突状细胞（cDC1s，conventional type 1 dendritic cells），这些细胞位于像回肠一样的肠道组织某些部位，其能激活CD8⁺ T细胞，而CD8⁺ T细胞是机体免疫系统的关键选手，其能帮助摧毁有害细菌、病毒甚至是一些癌细胞。

这项研究中，研究人员调查了了是否GPR31受体能检测细菌代谢产物并激活机体的免疫系统，当他们检测不同的代谢产物如何影响cDC1s细胞时，他们观察到与树突膜和丝状伪足(filopodia)相关的基因表达水平的增加，丝状伪足是微小的细胞延伸物，其能在丙酮酸存在的情况下帮助细胞与其所处的周围环境相互作用，当GPR31的功能被阻断后这种变化就会消失。

研究者Eri Oguro-Igashira解释道，关键的是，我们能在显微镜下观察到，人类机体的树突能对代谢产物产生反应，当GPR31被激活时树突就会突出，而当GPR31被抑制时树突就会缩回去。当树突突出时，其就能帮助树突状细胞从肠道中采集外来物质，而它们发现危险的东西后就能激活诸如T细胞等免疫细胞。文章中，研究人员开发了一种新型模型来揭示这些延伸物能穿过肠道壁并被吸引到含有更多代谢产物的区域，尤其是含有丙酮酸的区域，在丙酮酸和GPR31存在的情况下，cDC1细胞就能更好地检测到抗原和细菌（比如大肠杆菌），而且还能激活CD8⁺ T细胞。

这项研究中，研究人员首次揭示了GPR31在人类机体对肠道感染所产生的免疫反应中扮演着关键角色，而且这一过程能得到有益肠道菌群所产生的代谢产物的支持。相关研究结果表明，靶向作用这一通路对于开发新型药物和粘膜疫苗非常有价值，产生丙酮酸的益生菌也能帮助增强机体抵御肠道感染的免疫反应。综上，本文研究结果强调了GPCRs在根据局部代谢线索调节人类肠道免疫系统功能中的重要作用。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Eri Oguro-Igashira,Mari Murakami,Ryota Mori, et al. The pyruvate–GPR31 axis promotes transepithelial dendrite formation in human intestinal dendritic cells, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI:10.1073/pnas.2318767121.