科學(xué)家們?cè)缇椭?，腸道細(xì)菌，也稱(chēng)為微生物組，可以為宿主提供各種有用的功能，例如分解膳食纖維，在消化過(guò)程中產(chǎn)生維生素K和B7。
然而，一項(xiàng)新的研究揭示了微生物組的另一個(gè)有用的作用。布朗大學(xué)的一組研究人員發(fā)現(xiàn)，在老鼠體內(nèi)，腸道微生物群可以調(diào)節(jié)宿主的免疫系統(tǒng)——因此，細(xì)菌可以與免疫系統(tǒng)和平共處，而不是宿主的防御系統(tǒng)攻擊這些有益菌。
與免疫系統(tǒng)合作的秘訣是什么？維生素A-細(xì)菌調(diào)節(jié)腸道中活性維生素A的水平，保護(hù)微生物區(qū)系免受過(guò)度活躍的免疫反應(yīng)。
布朗所在科室的微生物學(xué)和免疫學(xué)助理教授Shipra Vaishnava表示，這一見(jiàn)解對(duì)于理解和治療自身免疫性疾病和炎癥性疾病可能非常重要。
Vaishnava說(shuō)：“這些疾病很多都是由于免疫反應(yīng)增強(qiáng)或免疫激活，但我們發(fā)現(xiàn)了一種新的方法，即腸道中的細(xì)菌可以抑制免疫反應(yīng)?！斑@項(xiàng)研究對(duì)于確定克羅恩病或其他炎癥性腸病等自身免疫性疾病以及維生素A缺乏癥的治療非常重要?！?
這項(xiàng)研究發(fā)表在12月18日星期二的《免疫》雜志上。
老鼠和人類(lèi)的微生物
Vaishnava說(shuō)，腸道微生物群是由100萬(wàn)億個(gè)細(xì)菌組成的生態(tài)系統(tǒng)，這些細(xì)菌已經(jīng)進(jìn)化到在腸道的特殊條件下生存。這些細(xì)菌大多數(shù)不會(huì)傷害它們的宿主，但它們是有幫助的。一個(gè)健康的微生物群落，就像一片健康的森林，有許多物種共存，可以抵御敵對(duì)的入侵者——如致病菌或入侵物種。
在人類(lèi)和小鼠中，厚壁菌門(mén)和擬桿菌門(mén)占腸道微生物群落的大多數(shù)。研究人員發(fā)現(xiàn)，為了在調(diào)節(jié)宿主的免疫系統(tǒng)中發(fā)揮作用，微生物組中的細(xì)菌會(huì)微調(diào)蛋白質(zhì)的水平，蛋白質(zhì)負(fù)責(zé)將維生素A轉(zhuǎn)化為宿主胃腸道中的活性形式。
Vaishnava的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，厚壁菌屬細(xì)菌，尤其是梭菌屬的成員，可以降低腸道細(xì)胞中蛋白質(zhì)的表達(dá)。Vaishnava說(shuō)，蛋白質(zhì)視黃醇脫氫酶7(Rdh7)將膳食維生素A轉(zhuǎn)化為活性視黃酸。研究小組發(fā)現(xiàn)，梭狀芽孢桿菌，一種常見(jiàn)于小鼠和男性的細(xì)菌，也能促進(jìn)維生素A在肝臟中的儲(chǔ)存。
Vaishnava希望這些發(fā)現(xiàn)可以擴(kuò)展到人類(lèi)微生物組和宿主之間的相互作用。
研究人員預(yù)計(jì)，其腸道細(xì)胞被基因工程改造成不含Rdh7的小鼠的腸道組織將含有較少的視黃酸。具體來(lái)說(shuō)，工程小鼠的內(nèi)臟器官中產(chǎn)生白細(xì)胞介素-22的免疫細(xì)胞較少，而白細(xì)胞介素-22是協(xié)調(diào)抗腸道細(xì)菌抗菌反應(yīng)的重要細(xì)胞信號(hào)。Vaishnava說(shuō)，免疫系統(tǒng)的其他成分，如含免疫球蛋白A的細(xì)胞和兩種類(lèi)型的T細(xì)胞，與標(biāo)準(zhǔn)小鼠相同，這表明Rdh7只是調(diào)節(jié)抗菌反應(yīng)所必需的。
研究人員并不確切知道Rdh7是如何被抑制的，但已知梭菌屬細(xì)菌會(huì)產(chǎn)生短鏈脂肪酸，從而改變宿主基因的表達(dá)。Vaishnava說(shuō)，作為他們研究的下一步，研究小組將研究細(xì)菌如何調(diào)節(jié)Rdh7的表達(dá)，包括檢測(cè)各種短鏈脂肪酸。
此外，該團(tuán)隊(duì)將進(jìn)行研究，以了解抑制Rdh7為何至關(guān)重要。他們正致力于對(duì)小鼠進(jìn)行基因工程改造，使其始終在腸道細(xì)胞中表達(dá)Rdh7。Vaishnava想知道它如何影響小鼠微生物群，以及它是否會(huì)在小鼠中引起任何炎癥或自身免疫性疾病樣疾病。Vaishnava說(shuō)，他們還將探索調(diào)節(jié)細(xì)菌Rdh7對(duì)增加肝臟中維生素A儲(chǔ)存的影響。
幫助人類(lèi)健康
研究人員表示，了解細(xì)菌如何調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)的反應(yīng)對(duì)于解決克羅恩病和其他疾病的關(guān)鍵問(wèn)題非常重要。
Vaishnava說(shuō)，臨床研究的數(shù)據(jù)表明，腸道炎癥是宿主與其腸道微生物群相互作用中斷的結(jié)果。
Vaishnava說(shuō)：“維生素A在炎癥中的作用取決于環(huán)境，很難分離?！熬S生素A狀態(tài)和維生素A代謝基因的變化與炎癥性腸病一致，但我們不知道這是否會(huì)促進(jìn)炎癥。我們希望增加我們的發(fā)現(xiàn)——細(xì)菌可以調(diào)節(jié)維生素A的代謝、腸道或儲(chǔ)存——以幫助澄清為什么這個(gè)領(lǐng)域正在看到它所看到的?！?
這些發(fā)現(xiàn)也可以為微生物在解決維生素A缺乏癥中的重要性提供線索，維生素A缺乏癥在非洲和東南亞尤為常見(jiàn)。
根據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)的數(shù)據(jù)，維生素A缺乏會(huì)影響約三分之一的五歲以下兒童。維生素A缺乏會(huì)削弱免疫系統(tǒng)，增加患傳染病的風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)Vaishnava的說(shuō)法，世界衛(wèi)生組織在過(guò)去25年里一直在為有風(fēng)險(xiǎn)的兒童提供維生素A補(bǔ)充劑，但并沒(méi)有像希望的那樣成功。她補(bǔ)充說(shuō)，這項(xiàng)研究表明，細(xì)菌是維生素A吸收和儲(chǔ)存的重要組成部分，也許兒童需要在腸道中使用正確的細(xì)菌組合，才能使維生素A補(bǔ)充劑最有效。
Vaishnava說(shuō)：“我們的飲食和腸道細(xì)菌與調(diào)節(jié)我們免疫細(xì)胞的行為密切相關(guān)?！霸诜肿铀缴险页鲞@些環(huán)節(jié)的作用，對(duì)于發(fā)現(xiàn)我們?nèi)绾卫蔑嬍郴蚣?xì)菌，或者兩者兼而有之來(lái)治療炎癥或傳染病，是非常重要的?！?
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