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【Nature】免疫系统如何保持肠道菌群平衡

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转化医学网 2021-10-14 18:11
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作者:Ashley

导读:肠道菌群在消化和预防感染中发挥了关键作用。近期研究证明了A型免疫球蛋白,简称IgA抗体,在人体免疫系统中为微调人类机体和肠道菌群之间的平衡也起着重要作用。这项研究不仅建立了对肠道中免疫系统的基本认识,还可以有助于疫苗的开发。

生活在肠道中的细菌大约由500-1000个不同物种组成。它们构成了肠道菌群,在消化和预防感染中发挥关键作用。与从外部侵入的病原体不同,它们是无害的,并被免疫系统耐受。人体免疫系统在肠道维持这种微妙平衡的方式仍在很大程度上未知。众所周知,A型免疫球蛋白,简称IgA抗体,发挥着重要作用。这些天然防御物质是免疫系统的一部分,根据锁钥原理可以非常具体地识别外源性病原体。

伯尔尼大学生物医学研究部(DBMR)的Tim Rollenske博士和Andrew Macpherson教授领导的一组研究人员最近在伯尔尼大学内脏外科和医学医院能够在小鼠模型中证明IgA抗体在一定程度上可以特异地限制良性细菌的适应性。这使得免疫系统能够微调肠道中的微生物平衡。“我们成功地证明了免疫系统非常特异地识别和限制这些细菌。”该研究的主要作者Tim Rollenske博士解释说。相关成果已发表在《Nature》杂志上,题为“Parallelism of intestinal secretory IgA shapes functional microbial fitness”。

首次创造出天然的IgA抗体

IgA抗体是人类免疫系统中最常见的抗体,由黏膜中的专门细胞分泌,在人类免疫球蛋白中占三分之二。令人惊讶的是,机体产生的大多数IgA抗体都是针对肠道菌群中的良性细菌的。如果没有这种免疫保护,这些微生物也可能对健康产生不利影响,并引起肠道疾病。然而,IgA抗体调节肠道内共存方式的奥秘依然未解。

究其原因则是直到现在,还无法在动物模型中研究天然形式的IgA抗体。然而在他们的实验中,由Tim RollenskeAndrew Macpholog领导的研究人员能够克服这一障碍。他们成功地产出了足量的IgA抗体,特异性靶向一种典型的肠道细菌——大肠杆菌。抗体能够识别并结合微生物膜上的结构单元。

抗体削弱细菌的适应性

在他们的实验中,研究人员进行了三年的研究,他们成功地以高度的精确度追踪了无菌小鼠肠道中的体外和体内效应。发现该抗体在几个方面影响细菌的适应性。例如,细菌的迁移率受到限制,或者它们阻碍了细菌代谢的糖结构单元的摄取。该效应取决于被特异性识别的表面成分。德国癌症研究中心的合著者Hedda Wardemann解释说:“这意味着免疫系统显然能够通过不同的方法同时影响良性肠道细菌”。因此研究人员谈到了IgA的平行性。

为什么免疫系统在有效破坏病原入侵的同时还与肠道中的良性细菌达到平衡的问题仍有待最终明确。“然而,我们的实验表明IgA抗体可以微调人类机体和肠道菌群之间的平衡。”研究的合著者,伯尔尼大学生物医学研究部和伯尔尼大学医院的Andrew Macpherson解释道。该发现不仅建立在对肠道中免疫系统基本认识的基础上,还可以有助于疫苗的开发。Tim Rollenske补充说:“了解抗体究竟如何以及在何处识别肠道中的微生物,也将使我们能够在更有针对性的基础上开发出针对病原生物的疫苗”。

参考资料:

https://medicalxpress.com/news/2021-10-immune-intestinal-flora.html

注:本文旨在介绍医学研究进展,不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导,请至正规医院就诊。

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