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Science揭秘腸道菌的“智慧”，借助免疫系統(tǒng)“安居樂(lè)業(yè)”
| 導(dǎo)讀 | 近幾年，腸道微生物因與人類(lèi)健康息息相關(guān)而備受矚目。關(guān)于腸道菌與人類(lèi)的共生，暗藏著很多驚喜和意外?，F(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(wú)害的細(xì)菌得以在腸道中“安家”的關(guān)鍵。 |
圖片來(lái)源：Pixabay
哺乳動(dòng)物的腸道溫暖、濕潤(rùn)且營(yíng)養(yǎng)豐富，是細(xì)菌們生長(zhǎng)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(yíng)養(yǎng)吸收、免疫防御等?？茖W(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(jī)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(lái)自于加州理工學(xué)院的微生物學(xué)家Sarkis Mazmanian和團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌會(huì)誘導(dǎo)IgA蛋白覆蓋其表面，從而確保自身進(jìn)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(jī)體分泌zui多的抗體之一，負(fù)責(zé)防御病原體入侵。人類(lèi)每天生成3-5g IgA抗體，約占機(jī)體抗體總表達(dá)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(huì)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(duì)話(huà)”可能影響著多種生理過(guò)程。
我們都知道，母乳中含有豐富的IgA蛋白。考慮到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(cè)，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(tuán)隊(duì)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(dú)癥有關(guān)）在不斷變化的腸道環(huán)境中長(zhǎng)期存在的機(jī)制。
通過(guò)一系列研究，Sarkis Mazmanian團(tuán)隊(duì)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(dá)有能夠與大量IgA結(jié)合的糖分子。通常，IgA會(huì)包裹住病原體進(jìn)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(jìn)入黏液層，zui終在腸道中“安居樂(lè)業(yè)”。一旦缺乏免疫球蛋白A，微生物將無(wú)法在腸道中長(zhǎng)久寄居。
為進(jìn)一步證實(shí)IgA的功能，研究團(tuán)隊(duì)利用基因工程技術(shù)改造獲得無(wú)法表達(dá)IgA的小鼠（在無(wú)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(dá)IgA的小鼠腸道中會(huì)檢測(cè)到B. fragilis，而不表達(dá)IgA的突變小鼠腸道則沒(méi)有B. fragilis長(zhǎng)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(lèi)與微生物協(xié)同進(jìn)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