万事不决,肠道菌群?发现肠道微生物代谢产物可促进HDAC3活性

subtitle iNature前沿08-03 10:49

哺乳动物宿主及其有益的共生微生物的共同进化导致了共生宿主-微生物群关系的发展。表观遗传学的机制允许哺乳动物细胞整合环境信号,但是,如何通过共生细菌的各种线索对这些途径进行微调尚不清楚。

2020年7月30日,美国辛辛那提大学Theresa Alenghat团队在Nature 在线发表题为"Microbiota-derived metabolite promotes HDAC3 activity in the gut"的研究论文,该研究揭示了肌醇三磷酸酯是微生物群衍生的代谢产物,其激活哺乳动物组蛋白脱乙酰基酶以促进上皮修复。因此,HDAC3代表不同代谢物的聚合表观遗传传感器,可校准宿主对多种微生物信号的反应。

打开网易新闻 查看更多图片

肠上皮细胞(IEC)位于微生物群与宿主之间的直接界面处,并形成一个关键的屏障,在健康期间和遭受破坏后会定期进行补充。多种表观遗传机制参与维持肠上皮细胞(IEC)分化,而HDAC的肠上皮细胞(IEC)表达对于肠道稳态是必需的。

微生物群衍生的短链脂肪酸丁酸酯在体外抑制HDAC活性,并且正如预期的那样,从丁酸酯处理过的肠组织中收获的肠上皮细胞(IEC)证明HDAC活性降低。此外,用产生丁酸盐的细菌(Faecalibacterium prausnitzii)在无菌(GF)小鼠中定植会抑制IEC固有的HDAC活性。这些数据表明,由于丁酸盐诱导的抑制作用,具有完整微生物群的常规饲养(CNV)小鼠中的HDAC活性将降低。出乎意料的是,相对于GF小鼠的肠上皮细胞(IEC),CNV小鼠的IEC表现出显著增加的HDAC活性。因此,IEC中微生物群与HDAC活性之间的关系更为复杂。

该研究揭示了一种高度选择性的途径,通过该途径微生物来源的肌醇磷酸酯可调节肠道中的组蛋白去乙酰基酶3(HDAC3)活性。尽管在肠中有大量的HDAC抑制剂(例如丁酸),但该研究出乎意料地发现,与无细菌的小鼠相比,在富含微生物群的小鼠的肠上皮细胞(IEC)中,HDAC3的活性急剧增加。通过发现包括大肠杆菌在内的共生细菌通过肌醇六磷酸的代谢和肌醇三磷酸酯的产生刺激了HDAC的活性,这一矛盾得以解决。肠暴露于三磷酸肌醇和摄取肌醇六磷酸均可促进肠损伤后的恢复。

值得注意的是,三磷酸肌醇还诱导了患者来源的肠道类器官的生长,刺激了HDAC3依赖性增殖,并抵消了丁酸对结肠生长的抑制作用。总的来说,这些数据揭示了肌醇三磷酸酯是微生物群衍生的代谢产物,其活化哺乳动物组蛋白脱乙酰基酶以促进上皮修复。因此,HDAC3代表不同代谢物的聚合表观遗传传感器,可校准宿主对多种微生物信号的反应。

参考消息:

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2604-2

特别声明:本文为网易自媒体平台“网易号”作者上传并发布,仅代表该作者观点。网易仅提供信息发布平台。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
打开网易新闻,阅读体验更佳
大家都在看