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Science揭秘腸道菌的“智慧”,借助免疫系統(tǒng)“安居樂業(yè)”

閱讀:1243      發(fā)布時間:2018-5-8
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導(dǎo)讀

近幾年,腸道微生物因與人類健康息息相關(guān)而備受矚目。關(guān)于腸道菌與人類的共生,暗藏著很多驚喜和意外。現(xiàn)在,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),一種負(fù)責(zé)抵抗病原體的免疫蛋白竟然是一些明顯無害的細(xì)菌得以在腸道中“安家”的關(guān)鍵。

圖片來源:Pixabay

哺乳動物的腸道溫暖、濕潤且營養(yǎng)豐富,是細(xì)菌們生長的*環(huán)境。它們集聚于此,并發(fā)揮著重要的功能,包括食物消化、營養(yǎng)吸收、免疫防御等。科學(xué)家們一直試圖弄清楚腸道微生物與宿主保持和諧關(guān)系的機制。

 

5月3日,《Science》期刊發(fā)表了以“Gut microbiota utilize immunoglobulin A for mucosal colonization”為題的文章,揭示免疫球蛋白(IgA)是幫助腸道細(xì)菌“定居”腸道的關(guān)鍵。

 

來自于加州理工學(xué)院的微生物學(xué)家Sarkis Mazmanian和團隊發(fā)現(xiàn),細(xì)菌會誘導(dǎo)IgA蛋白覆蓋其表面,從而確保自身進入腸道黏液層,成為腸道菌群的穩(wěn)定組成。

DOI: 10.1126/science.aaq0926

 

免疫球蛋白A

 

IgAzui初發(fā)現(xiàn)于50年前,是機體分泌zui多的抗體之一,負(fù)責(zé)防御病原體入侵。人類每天生成3-5g IgA抗體,約占機體抗體總表達量的75%。日本RIKEN Yokohama研究所的免疫學(xué)家Sidonia Fagarasan曾在2002年揭示IgA蛋白會幫助某些細(xì)菌生存,而不是消除它們。他認(rèn)為,細(xì)菌與免疫系統(tǒng)之間的“對話”可能影響著多種生理過程。

 

我們都知道,母乳中含有豐富的IgA蛋白??紤]到IgA水平低的小鼠體內(nèi)依然存在有異常的微生物,F(xiàn)agarasan推測,IgA行使著維持體內(nèi)細(xì)菌平衡的職責(zé)。

An electron microscopy image of a section of the mouse gut, showing B. fragilis aggregating close to the epithelial cells that make up the lining of the gut. Credit: Mazmanian laboratory

 

研究

 

Sarkis Mazmanian團隊一直試圖了解腸道細(xì)菌Bacteroides fragilis(B. fragilis,與減輕結(jié)腸炎、多發(fā)性硬化癥甚至于孤獨癥有關(guān))在不斷變化的腸道環(huán)境中長期存在的機制。

 

通過一系列研究,Sarkis Mazmanian團隊發(fā)現(xiàn),免疫球蛋白A是關(guān)鍵。他們發(fā)現(xiàn),細(xì)菌表面表達有能夠與大量IgA結(jié)合的糖分子。通常,IgA會包裹住病原體進而消滅它們。但是現(xiàn)在,IgA的覆蓋能夠促使細(xì)菌聚集在腸壁,進入黏液層,zui終在腸道中“安居樂業(yè)”。一旦缺乏免疫球蛋白A,微生物將無法在腸道中長久寄居。

 

為進一步證實IgA的功能,研究團隊利用基因工程技術(shù)改造獲得無法表達IgA的小鼠(在無菌環(huán)境中培養(yǎng))。當(dāng)給小鼠添加B. fragilis細(xì)菌后,只有正常表達IgA的小鼠腸道中會檢測到B. fragilis,而不表達IgA的突變小鼠腸道則沒有B. fragilis長久存在。

 

除了B. fragilis,研究人員發(fā)現(xiàn),還有一些細(xì)菌同樣受IgA蛋白影響。“這些結(jié)果展現(xiàn)了人類與微生物協(xié)同進化的細(xì)節(jié)。” Mazmanian解釋道,“除了抵抗病原體的入侵,免疫球蛋白A可能還負(fù)責(zé)腸道菌群的共生。

責(zé)編:悠然

參考資料:

By wrapping itself in antibodies, this bacterium may become a stable, beneficial part of the gut

A gut bacterium's guide to building a microbiome

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