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健康的肠道中的细菌群落促进消化系统的健康。“好”的细菌(红色)
生活在肠组织(蓝色)附近。
约有140万美国人因腹部痉挛和腹泻感到不适,这些症状是由于溃疡性结肠炎或克罗恩病造成。这两种疾病统称为炎症性肠病(IBD),与肠道中成千上万的“好”的细菌失衡有关。犹他大学在2015年1月22日公布的一项研究,发表在细胞宿主和微生物(Cell Host and Microbe)表明,缺少免疫系统的一个组成部分——蛋白MyD88的小鼠会遭受肠道菌群失调。由于其中的一些种类占主导地位,从而更容易感染严重的IBD样疾病。此外,从健康供者移植粪便给这些小鼠能够缓解IBD症状。
结果表明,免疫系统支持“好”细菌的生长,建立健康的菌群对消化健康是非常重要的。从这个角度来看,免疫系统在履行其最著名的第一道防线的作用,即对抗病原菌,包括侵入的细菌。
“我们工作的亮点在于免疫系统会塑造肠道内的细菌群落组成。”资深作者June Round博士,犹他大学医学院病理学助理教授说,“这种相互作用是重要的因为定植的细菌对我们健康的重要性越来越明确。”
考虑到一些IBD患者MyD88控制通路的一部分基因突变。粪便移植——采集自健康供体的粪便并处理,然后将其送到患者的肠道可能有助于改善这些人的病情,根据Round博士的研究。
MyD88的缺失扰乱了微生物群落因为这破坏IgA抗体的产生。这类抗体就像守门人一样,控制哪些类型的细菌,有多少能够被允许定植在肠道。通过比较肠道总的细菌种类与结合IgA抗体的细菌种类,科学家确定如果没有MyD88,IgA抗体就无法识别细菌种类,否则它就可以识别。
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(左)免疫系统功能正常(MyD88具有活性,绿色),IgA抗体能够结合多种的细菌,保证适当的数量和类型的“好”的细菌在肠道的控制下。(右)当免疫系统被破坏(MyD88无活性,灰色),IgA抗体与细菌的结合无效,菌群失调,影响消化系统的健康。
研究证明了,平衡的微生物群不仅能促进消化系统健康,也塑造了宿主的免疫系统。在无菌环境培养的无菌小鼠,其免疫系统会有缺陷。如果给它们喂食细菌成分——TLR2激动剂,激活免疫系统,缺陷就能够被修复。而对于MyD88缺陷小鼠,同样的方法则不能修复缺陷,再次证明在微生物和免疫系统之间的通信中,蛋白质所起到的关键作用。
“这是我们的免疫系统和定植菌之间的对话。”Round解释道,“微生物会发出信号,告诉我们的免疫系统如何发展,反过来我们的免疫系统也可以在我们身上塑造什么类型的微生物。”
宿主的健康依赖于这些好的细菌,它们与免疫系统之间的对话则尤为必要。为了响应需求,免疫系统已经适应了这种既对抗身体的侵略者,又扶持与人体和谐相处的定植菌们的工作方式。
Journal reference: Cell Host and Microbe