2020肠道微生物与免疫的研究进展
肠道寄生虫与肠道微生物相互作用研究进展

肠道寄生虫与肠道微生物相互作用研究进展李思瑶;侯斌;玛丽雅其其格;哈斯苏荣【期刊名称】《中国畜牧兽医》【年(卷),期】2024(51)1【摘要】在脊椎动物的肠道内,存在着数量庞大、结构多样、动态变化的微生物群,它们对肠道的生理、代谢、免疫等具有重要的作用。
在自然条件下,这些微生物和真核生物(如蠕虫、原生动物、真菌等)共同存在于脊椎动物肠道内。
寄生虫与微生物群均可显著改变机体肠道生理与免疫环境,为它们之间的相互作用创造了机会。
肠道微生物与寄生虫之间的相互作用会极大地影响感染的结果,进而对宿主的健康产生重要影响。
如寄生虫感染会影响宿主与微生物的相互作用关系,从而促使或保护宿主免受细菌的侵害。
另一方面,菌群又会影响寄生虫的定植、繁殖和毒性,使其沿着与宿主寄生性-互惠共生性的生存模式发展。
这些相互作用的机理与结果是微生物学与寄生虫学之间交叉研究的前沿课题。
笔者对近年来有关肠道寄生虫与肠道微生物间相互作用的最新研究成果进行了总结,并对其可能未考虑到的因素提出了自己的观点,旨在为肠道寄生虫病防控及肠道菌群研究提供参考。
【总页数】8页(P330-337)【作者】李思瑶;侯斌;玛丽雅其其格;哈斯苏荣【作者单位】内蒙古农业大学兽医学院;乌审旗动物疫病预防控制中心【正文语种】中文【中图分类】S852.7【相关文献】1.昆虫肠道微生物功能及家蚕肠道微生物研究进展2.非人灵长类动物肠道寄生虫与宿主相互作用的研究进展3.姜黄素与肠道微生物间相互作用研究进展4.单胃动物肠道微生物菌群与肠道免疫功能的相互作用5.肠道上皮与肠道微生物相互作用的研究现状因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
肠道菌群与人体疾病的研究进展

肠道菌群与人体疾病的研究进展[摘要]肠道菌群是人体肠道的正常微生物,参与了人体维生素及氨基酸的合成、糖及蛋白质的代谢、矿物的吸收等。
近年来,我们对肠道菌群在健康和疾病中的作用的了解显著增加。
其中,许多文章指出人体的健康不仅与自身的基因组有关, 还与肠道内环境微生物有密不可分的联系。
肠道菌群通过与宿主间的相互作用调控肠道稳态,肠道菌群失调是多种疾病的发病因素和诱因。
[关键词]肠道菌群;肠道疾病; 代谢性疾病;癌症;1.肠道菌群与肠道疾病1.1肠道菌群与肠易激肠易激综合征是一种功能性肠病,表现为反复发作的腹痛,与排便相关或伴随排便习惯改变。
肠道菌群失衡导致肠易激的主要机制包括:发酵食物导致气体的生成(在同样的标准饮食条件下,IBS 患者的排气总量明显高于正常人)、菌群易位致黏膜屏障遭到破坏、菌群与胆盐结合引起免疫炎症反应的激活、肠道细菌刺激影响胃肠动力、菌群失调可增加内脏敏感性【2】。
近年来,对于肠易激患者调节肠道菌群治疗方面也取得了不同程度的进展,其中包括:微生态制剂疗法【3】(目前临床最常用治疗 IBS 的微生态制剂有双歧杆菌、活性乳酸菌、肠球菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌等)、抗生素疗法(如:新霉素、利福昔明)、粪菌移植、三氧疗法、中药制剂治疗等。
1.2肠道菌群与炎症性肠病炎症性肠病是一种病因尚不十分明确的慢性炎症性疾病,包括溃疡性结肠炎和克罗恩病。
临床研究显示,益生菌、粪菌移植对 IBD 患者临床症状及肠道炎症的缓解均具有一定疗效【3】,这证实了肠道菌群对于炎症性肠病的致病作用。
肠道菌群影响IBD的主要机制可能有:益生菌数量减少、致病菌数量增加肠道免疫平衡打破。
近期有一项研究表明,IBD的抗TNF抗体治疗中肠道微生物生态系统与TNF拮抗剂的治疗效果之间存在功能性关联,并且抗TNF治疗能恢复IBD患者的代谢产物交换作用。
2.肠道菌群与代谢性疾病2.1肠道菌群与非酒精性脂肪NAFLD中涉及肠道菌群的病理机制(1)GM生态失调、细菌异味、导致肝脏脂质摄取增加的TLR4活化、脂质生成及炎症增强。
tuft cell-ilc2环路在肠道2型黏膜免疫中作用的研究进展

一、Tuft细胞 (一)Tuft细胞概述 Tuft细胞是一种高度分化 的上皮细胞,在气道、消化道均有分布,其胞体呈椭 圆形,胞质中含有一纤维束状微管系统连接细胞顶 端的微绒 毛 和 靠 近 细 胞 核 的 囊 泡 系 统,微 绒 毛 呈 “簇状”(Tuft)伸入脏器体腔,因而根据这一形态特 征被命名为 Tuft细胞。透射电子显微镜还观察到 Tuft细胞侧膜有单独的微绒毛可直接连接到相邻细 胞的细胞核[8]。Tuft细胞数量极少,仅占成熟小鼠 小肠和结肠上皮中 0.4%,其表达化学感受 G蛋白 偶联受体,及化学感受信号分子如瞬时受体阳离子 通道 M5(transientreceptorpotentialcationchannel subfamilymmember5,Trpm5)、味 导 素 (Gustducin)、 磷脂酶 β2(Plcβ2)。Dclk1与 Tuft细胞微管系统结 构有 关,被 普 遍 用 于 其 细 胞 标 记[9]。Pou2f3(Pou domainclass2)是味觉细胞特化过程中的重要转录 因子,Pou2f3敲 除 将 导 致 小 鼠 肠 上 皮 Tuft细 胞 缺 失。Haber等[10]通 过 单 细 胞 RNA 测 序 (scRNA Seq)发现了 Tuft细胞的异质性,并根据基因表达特 征将 成 熟 Tuft细 胞 分 为 Tuft1、Tuft2两 个 亚 型, Tuft1高表达神经相关基因,Tuft2高表达免疫相关 基因及 2型细胞因子相关受体 Il4ra(IL4)、Il13ra1 (IL13)和 Il17rb(IL25)。此外,Ptprc(CD45)在 Tuft2高表达,这也是第一次在非造血细胞系发现 了白细胞相关 CD45。 (二)小肠 Tuft细胞通过分泌 IL25激活肠道 2 型黏膜免疫 Gerbe等[2]以 Dclk1、Sox9、Plcγ2标记 N.b感染 小 鼠 后 新 分 化 的 Tuft细 胞,发 现 标 记 的 Tuft细胞 5天后即出现在小肠隐窝快速增殖的前体 细胞(TAcell)区,7天后抵达小肠绒毛。N.b感染 导致 Tuft细胞数量增加 8.5倍,Goblet细胞肥大,而 肠内分 泌 细 胞 (Insm1)及 其 他 分 泌 性 细 胞 显 著 减
免疫学的最新研究进展

免疫学的最新研究进展免疫学是研究机体免疫系统、免疫反应和免疫调节的科学领域。
近年来,免疫学领域取得了许多重要的研究进展,为人类的健康和疾病治疗提供了新的方向和可能性。
本文将介绍免疫学的最新研究进展,并分析其在临床应用中的前景。
一、免疫细胞治疗免疫细胞治疗是一种通过调节或改变机体免疫系统来治疗疾病的新型疗法。
其中最著名的就是CAR-T细胞治疗,即通过改造患者自身的T细胞,使其在体外表达特定受体,然后再重新注入患者体内,以增强患者免疫系统对抗癌症的能力。
这一疗法已经在多种恶性肿瘤治疗中取得了显著的疗效,为晚期癌症患者带来了希望。
二、肠道微生物和免疫系统的相互作用肠道微生物组是指人体消化道中居住的各种微生物群落。
它们与人体的免疫系统存在着复杂的相互作用关系。
最新研究表明,肠道微生物组的失调可能会导致免疫系统异常激活,从而引起一系列炎症性疾病,如炎症性肠病和自身免疫性疾病。
因此,通过调节肠道微生物组的平衡,可能可以预防和治疗这些疾病,并提高免疫系统的整体功能。
三、单细胞免疫组学传统的免疫学研究通常是基于大量细胞的平均表达水平进行分析,忽略了不同细胞在免疫反应中的异质性。
而单细胞免疫组学的发展,使得研究人员能够对单个免疫细胞进行深入的分析。
这一技术的出现不仅提供了免疫系统的全景图,还发现了许多以前未知的细胞亚群和新的免疫细胞类型,这对于研究免疫反应的调控机制、发现新的免疫疗法具有重要意义。
四、免疫检查点抑制剂免疫检查点抑制剂是一类能够抑制肿瘤对免疫系统的抑制信号的药物。
这类药物在近年来的临床应用中取得了显著的突破,被认为是肿瘤治疗的一大进展。
免疫检查点抑制剂可以激活患者自身的免疫系统,增加对肿瘤细胞的攻击力,从而达到治疗肿瘤的效果。
它不仅被应用于多种恶性肿瘤的治疗,还显示出在肿瘤预防、治疗其他疾病(如感染性疾病和自身免疫性疾病)方面的潜力。
五、疫苗设计与新型疫苗的开发免疫学的另一个重要进展是疫苗设计与新型疫苗的开发。
肠道菌群在肿瘤免疫治疗中的作用研究进展

肠道菌群在肿瘤免疫治疗中的作用研究进展摘要:机体微生物菌群直接影响着人类健康多方面,科学家认为,肠道菌群对人类免疫系统的健康非常关键。
通过研究可知,肠道菌群构成状态和血液中多类型免疫细胞浓度的改变存在直接联系,也就是肠道菌群可以对人类机体免疫系统构成进行直接塑造。
所以,研究人员可以追踪接受抗肿瘤药物治疗的患者的微生物菌群变化。
文章论述了肠道菌群在肿瘤免疫治疗中的作用研究,旨在可以为行业人士提供有价值的参考和借鉴,更好的促进行业发展。
关键词:肠道菌群;肿瘤;免疫治疗;作用引言:在肿瘤发生前,良好的肠道微生态可使肠道有害物质减少,保持肠粘膜的完整性,减少炎症反应,在肿瘤形成阶段,可使机体产生强大的免疫系统对抗肿瘤,减少肿瘤细胞增殖,提升其凋亡速度;肿瘤使用化疗或免疫疗法治疗时,肠道菌群为抑制肿瘤免疫逃逸和增加药物敏感性的主要因素,肠道菌群通过调节“免疫检查点”可更好的实现抗肿瘤免疫治疗。
“免疫检查点”是一种免疫抑制分子,其生理学功能是对T细胞功能的抑制,在肿瘤组织中,它被肿瘤利用并帮助它们免疫逃逸。
据研究可证,肿瘤通过免疫疗法杀伤时,离不开肠道菌群参与,对肠道菌群进行有效调整,可更好的实现良好的治疗效果。
1肠道菌群在肿瘤发展、抗肿瘤免疫治疗中的作用1.1 肠道菌群对胃肠道肿瘤发展的影响肠道菌群中的部分细菌能够使胃肠道组织中出现肿瘤,据多项研究表明,幽门螺杆菌(HP)同萎缩性胃炎、不典型增生、胃癌和肠上皮化生进展间有紧密的联系。
想要更好的降低由GP引发胃癌发生风险,最理想的方式就是幽门杆菌的根除,HP感染可经过多类机制引发胃癌,其中有释放毒力因子VacA、CagA和引发胃上皮细胞内质网应激、自噬以及氧化应激反应。
然而部分研究也证明了,HP同食道癌(EAC)发生成负相关,在一定情况下可以发挥保护作用,最近一些年还有一些研究表明,非HP同胃癌发生相关。
1.2 肠道微生物群对胃肠道外组织肿瘤发展的远距离影响1.2.1肠道细菌向胰腺肿瘤的易位肠道细菌可以迁移到其他密切相关的组织并影响肿瘤的进展,如果给小鼠喂食荧光标记的共生细菌,能够观察到其从肠腔室向胰腺转移。
使用益生元菊苣根纤维有助于增强人体抵抗力

使用益生元菊苣根纤维有助于增强人体抵抗力作者:来源:《食品安全导刊》2020年第04期当前,新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情正在全球肆虐,健康和强大的身体内部防御系统比以往任何时候都显得更为重要。
尽管物理防护和药物治疗是保持身体健康的重要手段,但选择均衡的营养摄入更有助于人们建立起强大的内部防御能力。
究其缘由,是因为消化道在人体内部与外部之间构建了一道屏障。
事实上,消化道每天都会通过嘴巴与食物、饮料甚至细菌和病原体接触,但绝大多数人并没有意识到这一点。
人体的消化道始于嘴,经过胃、小肠、大肠,最后到达肛门。
消化道不仅可以起到屏障保护作用,更是人体约70%免疫系统的所在之地。
由于病原体可以从外界进入身体,因此消化道良好的屏障功能和强大的免疫系统可以帮助人体免受病原体的侵害。
与此同时,人体的消化道也是数以万亿计微生物的栖息之地,故肠道微生物对调节免疫系统起着重要作用。
有研究显示,肠道微生物失衡与免疫力低下和疾病有关,因此,保持身体健康首先要保证肠道微生物,尤其是有益微生物的平衡。
从生命之初就应加强人体内部的防御能力培养健康的肠道微生物应从出生之时便开始进行。
婴儿出生时,消化道尚未发育成熟,几乎不含任何微生物。
在生命最初的几周至几个月内,婴儿的免疫系统会逐渐受细菌在肠道定殖的影响,这时一种叫做“双歧杆菌”的有益肠道微生物就会起到关键作用。
有研究表明,婴儿肠道中的雙歧杆菌含量较高可有效提高免疫力,以及减少有害细菌的数量。
与传统婴儿配方奶粉相比,喝母乳的婴儿肠道中双歧杆菌的含量更高。
那么,为什么母乳喂养的婴儿肠道中双歧杆菌数量较多?因为母乳中含有益生元,其会促进婴儿免疫系统的发育,让孩子少生病,所以母乳是婴儿的最佳营养品。
菊苣根中的低聚果糖和菊粉是天然存在的益生元。
目前,低聚果糖和菊粉是唯一经过科学验证的源于植物的益生元,通过热水法能够将其从天然菊苣根中萃取出来。
此类益生元可以增加肠道中有益的双歧杆菌,改善消化系统健康,并增强婴儿和儿童的内部防御能力。
2020年结直肠癌的研究新进展(最全版)

2020年结直肠癌的研究新进展(最全版)WHO国际癌症研究机构发布的2020年全球最新癌症负担的数据显示,全世界有超过193万人被新确诊为结直肠癌,占全球新确诊癌症人数的9.7%。
在2020年,中国有超过55万人新患结直肠癌,占中国新确诊癌症人数的12.2%。
值得注意的是女性结直肠癌的死亡人数仅次于肺癌,已成为中国女性癌症死亡的第二大原因。
因此,深入了解结直肠癌的研究新进展,对结直肠癌的早诊断、早治疗、早预防具有重要意义。
在此,笔者就结直肠癌在2020年的研究新进展作简要回顾。
病因学及发病机制新发现结直肠癌的发病是涉及多因素、多步骤参与的复杂过程。
(一)饮食与结直肠癌2020年3月,发表在Gastroenterology的一项研究在动物水平上探讨了西式饮食与结肠癌术后复发的关联。
芝加哥的学者将雄性BALB/c 小鼠随机分为两组,分别接受西式饮食(高脂、低纤维素、低矿物质和维生素)或者标准饮食持续4周,行结直肠切除术和吻合术。
术后第1天给予含有鼠源性肠球菌(e2株)灌肠,第2天给予小鼠结肠癌细胞(CT26)灌肠。
第21天后发现,接受西式饮食干预组中,88%的小鼠发生了结直肠肿瘤,接受标准饮食组中仅30%的小鼠发生结直肠肿瘤。
因此提出西式高脂饮食方式是促进结直肠癌手术后吻合口肿瘤复发的高危因素。
近年来,我国结直肠癌的发病率和死亡率逐渐升高,并且呈年轻化趋势,这与我们城市居民的饮食结构和生活方式逐渐西方化密不可分。
2020年12月,来自剑桥的Ömer H. Yilmaz团队在Trendsin Endocrinology&Metabolism发表的综述中提出高糖高脂肪的西式饮食通过调节胰岛素/IGF-1及酮体代谢信号通路影响肠道干细胞的数量和功能,进而促进结直肠癌的发生。
高脂肪的西式饮食习惯、吸烟、体重增加和肥胖、糖尿病和大量饮酒,都和结直肠癌的发生密切相关。
因此,鼓励居民调整饮食方式,避免高脂饮食,增加富含纤维的蔬菜水果和谷类膳食,适量运动等有利于预防结直肠癌。
罗伊氏乳杆菌调节仔猪肠道黏膜免疫功能的研究进展

动物营养学报2020,32(6):2454⁃2459ChineseJournalofAnimalNutrition㊀doi:10.3969/j.issn.1006⁃267x.2020.06.002罗伊氏乳杆菌调节仔猪肠道黏膜免疫功能的研究进展黄金秀1,2㊀王㊀琪1,2㊀肖㊀融1,2㊀王瑞生1∗(1.重庆市畜牧科学院,重庆402460;2.农业部养猪科学重点实验室,重庆402460)摘㊀要:罗伊氏乳杆菌是一种天然存在于人和动物肠道内的优势乳酸菌,具有较强的耐受性和黏附能力,在抑制病原菌生长㊁调节肠道微生态平衡㊁增强肠黏膜免疫力等方面具有重要的功能㊂本文将重点阐述罗伊氏乳杆菌在胃肠道内的定植及其对仔猪肠道黏膜免疫功能的调控作用,为罗伊氏乳杆菌的合理开发与科学使用提供参考㊂关键词:罗伊氏乳杆菌;肠道;黏膜免疫;仔猪中图分类号:S828㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀文章编号:1006⁃267X(2020)06⁃2454⁃06收稿日期:2019-12-05基金项目:国家青年科学基金项目(31702151);重庆市财政专项资金项目(19513);重庆市百千万工程领军人才培养计划(19234)作者简介:黄金秀(1977 ),女,江西进贤人,研究员,博士,主要从事猪营养代谢与品质调控研究㊂E⁃mail:short00@163.com∗通信作者:王瑞生,副研究员,E⁃mail:50856054@qq.com㊀㊀动物肠道栖息着大量的微生物群体,这些微生物与宿主共同进化,形成稳定互利的共生系统,在宿主动物营养㊁生长发育㊁免疫等方面发挥着极其重要的作用㊂肠道微生物与宿主免疫系统间的协调与动物健康密切相关㊂诸多试验证实肠道菌群结构或组成的改变可以引起肠道免疫系统功能的紊乱,同时肠道免疫细胞㊁组织的改变也可以导致肠道微生态平衡的失调㊂罗伊氏乳杆菌(Lacto⁃bacillusreuteri)是一种天然存在于人和动物肠道内的优势乳酸菌㊂目前,人们已经从人㊁豚鼠㊁大鼠㊁猪㊁肉鸡中筛选到一些特异性的罗伊氏乳杆菌菌株,这些菌株均具有益生特性,有利于宿主动物健康㊂研究表明,罗伊氏乳杆菌对猪肠黏膜和小肠上皮细胞具有很强的黏附能力[1-2],且具有抑制病原菌生长㊁调节肠道微生态平衡㊁增强机体免疫力等重要的生理功能[3-4],是国际上公认的新型益生菌㊂本文就罗伊氏乳杆菌在胃肠道内的定植及其对仔猪肠道免疫功能的调控作用及机制进行综述,为罗伊氏乳杆菌的合理开发与科学使用提供参考㊂1 罗伊氏乳杆菌在胃肠道内的定植㊀㊀动物胃肠道系统是摄入食物消化和吸收的场所,某些特殊部位的微环境不利于微生物的定植,如胃酸造成的低pH及小肠前段的胆汁盐㊂因此,外源性微生物在胃肠道内定植的最关键一步就是要在这些严格的微环境中存活下来㊂比较不同乳酸菌在断奶仔猪肠道内的定植研究发现,与干酪乳杆菌K9⁃1和发酵乳杆菌K9⁃2相比,适应宿主的罗伊氏乳杆菌在仔猪肠道转运过程中存活更好[5]㊂目前,人们分离得到的多种猪源罗伊氏乳杆菌菌株对低pH和胆汁盐都具有很强的耐受力[6-7],可能与它们形成的生物膜有关[8]㊂试验表明,定植在宿主胃肠道的罗伊氏乳杆菌能形成生物膜,但受宿主来源的影响,用来源于人㊁小鼠㊁大鼠㊁鸡和猪等不同宿主的9株罗伊氏乳杆菌处理无菌小鼠,发现不同来源的菌株在前胃内容物的数量类似,但只有鼠源罗伊氏乳杆菌能形成生物膜并黏附在前胃上皮细胞[9]㊂进一步研究发现,猪源和鼠源罗伊氏乳杆菌菌株存在一种特异性的转运路径,即SecA2⁃SecY2通路[10]㊂紧邻SecA26期黄金秀等:罗伊氏乳杆菌调节仔猪肠道黏膜免疫功能的研究进展基因簇的Lr70902基因表达的是罗伊氏乳杆菌100⁃23的一种主要细胞壁蛋白,并通过SecA2系统进行分泌㊂SecA2突变菌株仅缺失Lr70902蛋白,体内定植试验发现Lr70902蛋白的缺失使菌株无法正常形成生物膜,提示Lr70902蛋白和SecA2⁃SecY2通路是罗伊氏乳杆菌100⁃23形成生物膜的关键要素[10]㊂然而,对于罗伊氏乳杆菌形成生物膜的分子机制及与菌株和宿主肠道上皮细胞之间的黏附力的关系,迄今仍不清楚㊂最近研究发现,罗伊氏乳杆菌能形成半渗透的生物相容性聚糖酐微球体生物膜,且该特性能促进其与肠上皮细胞的黏附,提高抗菌物质和抗炎因子的产生[11-12]㊂㊀㊀罗伊氏乳杆菌可以与黏蛋白和肠上皮细胞黏合,且某些菌株还可附着于多种宿主动物的肠上皮细胞上[13-14],其机制可能是菌体表面分子与黏液层结合,如特定簇上的同源基因编码的黏液结合蛋白(MUBs)和MUB类似蛋白可作为黏附因子[15]㊂罗伊氏乳杆菌MUBs多样性的研究发现,不同菌株的MUBs结构及在细胞表面的丰度存在明显的差异,且与其黏液结合能力密切相关[16]㊂可见,MUBs识别黏液蛋白或聚合能力存在菌株差异性,导致其表面黏附功能也因菌株不同而异㊂试验还发现,菌表多糖(exopolysaccharide,EPS)可促进罗伊氏乳杆菌100⁃23的定植,当突变果糖基转移酶(fructosyltransferase,ftf)基因造成EPS无法合成时,明显减少ftf突变菌株在无乳酸菌小鼠前胃和盲肠内的定植,但不影响它们在前胃上皮细胞表面的生物膜形成[17]㊂因此,罗伊氏乳杆菌在肠道内的定植可能涉及多种机制的共同作用,以保证其益生功能的发挥㊂2㊀罗伊氏乳杆菌对仔猪肠道黏膜免疫功能的影响㊀㊀新生期和断奶期是仔猪个体发育的关键时期,也是肠道微生物区系构建的关键时期,这2个时期仔猪肠道微生物区系非常不稳定,而且免疫功能尚未发育完全,机体防御能力不足;当面临外界环境的不良刺激时,肠道极易受到致病菌侵袭导致腹泻等疾病的发生,对仔猪生长发育造成不可逆的负面影响㊂罗伊氏乳杆菌作为一种肠道优势菌,通过外源补充的方式对仔猪肠道微生物区系稳定及肠道黏膜免疫功能均具有正向调控作用,主要途径包括:1)通过重塑肠道菌群结构,形成肠道微生物稳态平衡;2)通过提高肠道结构完整性,增强肠黏膜机械屏障功能;3)通过促进肠道免疫细胞发育及改变免疫因子的效应,提高肠黏膜免疫防御功能㊂2.1㊀重塑肠道微生物菌群㊀㊀外源补充罗伊氏乳杆菌可以重塑动物肠道菌群结构,进而影响肠道黏膜免疫功能,这已在啮齿动物㊁猪和人上得到大量证实㊂口服人源罗伊氏乳杆菌可以使肠道微生物区系失调的皮屑小鼠得到重塑,促进肠道微生物产生肌苷,再通过腺苷A2A受体的作用减少Th1/Th2细胞及相关的细胞因子,降低机体炎症[18]㊂罗伊氏乳杆菌作为肠道中的原籍菌,在新生阶段进行干预有助于仔猪肠道微生物群落的建立,促进肠道发育成熟,增强抵御病原菌感染的能力㊂试验发现,给新生仔猪补充猪源罗伊氏乳杆菌KT260178,可促进罗伊氏乳杆菌在远端空肠和回肠的定植,同时增加盲肠内乳酸菌和双歧杆菌的总数,降低大肠杆菌和葡萄球菌的总数,改善机体抗氧化状态和免疫功能[19]㊂在新生阶段灌服猪源罗伊氏乳杆菌I5007可影响仔猪肠道菌群结构及形成过程,提高肠道有益菌乳酸菌和双歧杆菌的数量,减少肠道潜在致病菌肠杆菌及梭菌属的数量,降低肠道pH,增强肠道对炎症反应的抗性;而且灌服时间对肠道菌群结构及代谢过程的影响存在差异,间隔4d灌服1次的作用效果优于新生早期连续4d灌服[20]㊂㊀㊀补充罗伊氏乳杆菌也会影响断奶仔猪肠道微生物区系,且因菌株不同而异㊂口服罗伊氏乳杆菌ZLR003显著提高断奶仔猪空肠微生物多样性,改变肠道微生物组成,聚类分析表明罗伊氏杆菌组的空肠微生物组成更接近于抗生素组,而结肠和盲肠内容物微生物组成更接近于对照组[21]㊂经罗伊氏乳杆菌发酵的饲料饲喂断奶仔猪,能明显抑制产肠毒性大肠杆菌(ETEC)在肠道内的定植,降低小肠及粪便中ETEC及其热稳定性肠毒素丰度[22]㊂试验还发现,用2种不同的罗伊氏乳杆菌菌株分别发酵饲料,饲喂断奶仔猪后,与未发酵组相比,饲喂罗伊氏乳杆菌发酵饲料的仔猪粪便中6种不同细菌丰度发生显著改变,显著降低肠杆菌科丰度;而且,不同菌株的作用效果不同,罗伊氏乳杆菌TMW1.656可以提高光冈菌属数量,降低拟杆菌门数量,但罗伊氏乳杆菌LTH5794没有此5542㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报32卷作用㊂进一步试验发现,罗伊氏乳杆菌TMW1.656可产生reutericyclin,而罗伊氏乳杆菌LTH5794不能产生,说明罗伊氏乳杆菌TMW1.656对仔猪肠道微生物的影响与reutericyc⁃lin的产生有关[23],但其具体机制仍需深入研究㊂2.2㊀增强肠道黏膜机械屏障功能㊀㊀肠黏膜机械屏障是肠道黏膜免疫发挥作用的重要结构基础㊂研究表明,罗伊氏乳杆菌可以促进新生仔猪肠黏膜发育,改善肠道形态结构㊂给饲喂代乳粉的新生仔猪每日灌服罗伊氏乳杆菌I5007,对7d后的空肠绒毛高度㊁隐窝深度均无显著影响,但显著提高14d后的空肠绒毛高度,说明早期灌服罗伊氏乳杆菌I5007对仔猪肠道形态的改善作用具有时间依赖性[24]㊂给母猪喂养的新生仔猪每隔4d灌服1次罗伊氏乳杆菌I5007,也能提高仔猪十二指肠的绒毛高度及绒毛高度/隐窝深度㊁空肠绒毛高度/隐窝深度,且隔4d灌服的效果优于前4天灌服;同时还发现,不管是隔4d灌服,还是前4天灌服,回肠形态结构均未出现显著变化[25],提示灌服罗伊氏乳杆菌I5007对新生仔肠道形态的影响主要体现在十二指肠和空肠上㊂在断奶仔猪的试验上也发现,饲粮中添加罗伊氏乳杆菌,使平均日增重显著提高,回肠绒毛高度显著提高,回肠隐窝深度显著降低,回肠和空肠的绒毛高度/隐窝深度也显著提高[26-27]㊂可见,外源补充罗伊氏乳杆菌也能改善断奶仔猪肠道形态,增强肠道黏膜屏障功能㊂㊀㊀罗伊氏乳杆菌还可通过促进紧密连接蛋白(tightjunctions,TJs)的表达来维持上皮细胞的屏障功能㊂体内外试验表明,罗伊氏乳杆菌I5007能促进仔猪肠上皮细胞闭锁蛋白㊁闭合蛋白和紧密连接蛋白-1(ZO⁃1)等TJs蛋白的表达,增强仔猪肠黏膜屏障功能;同时还能明显抑制脂多糖所致炎性因子表达量的升高和TJs蛋白表达量的下降,且具有一定的时间依赖性[26]㊂Wang等[3]对猪肠上皮细胞的试验发现,罗伊氏乳杆菌LR1可阻碍肠毒性大肠杆菌诱导引起的ZO⁃1表达异常,进而维持猪肠上皮细胞屏障的完整性㊂Yi等[26]在断奶仔猪的试验上也发现,罗伊氏乳杆菌LR1显著提高空肠和回肠黏膜的ZO⁃1和闭合蛋白的基因表达㊂在IPEC⁃1细胞感染ETECK88前加入罗伊氏乳杆菌LR1,能降低上皮细胞通透性,减少大肠杆菌对IPEC⁃1细胞的黏附和入侵;同时提高ZO⁃1和闭合蛋白的表达水平,其作用机制可能是通过肌球蛋白轻链激酶(myosinlight⁃chainkinase,ML⁃CK)信号通路调控,用MLCK抑制剂ML⁃7处理IPEC⁃1细胞,阻碍了罗伊氏乳杆菌LR1对感染ETECK88的细胞TJs蛋白表达的促进作用[28]㊂此外,罗伊氏乳杆菌ZJ617通过抑制脂多糖诱导下p38丝裂原活化蛋白激酶(p38mitogen⁃activatedproteinkinases,p38MAPK)和细胞外信号调节激酶1/2(extracellularsignal⁃regulatedkinases1/2,ERK1/2)的磷酸化,减少肌球蛋白轻链(myosinlightchain,MLC)磷酸化,从而恢复紧密连接蛋白的表达,维持紧密连接的结构[29]㊂2.3㊀促进肠道免疫防御功能㊀㊀在仔猪新生期间间隔4d灌服罗伊氏乳杆菌I5007,对回肠CD4+㊁CD8+和IgA+阳性细胞数量的影响不显著,但有降低CD8+阳性细胞数量的趋势,同时显著降低肠系膜淋巴结中与Th1型相关细胞因子干扰素-γ(IFN⁃γ)mRNA水平,显著提高与Treg型相关细胞因子转化生长因子-β(TGF⁃β)mRNA水平,增强仔猪黏膜免疫耐受[20]㊂断奶仔猪饲粮中添加罗伊氏乳杆菌LR1,显著提高回肠黏膜分泌型免疫球蛋白A(sIgA)含量以及肠道黏膜抗炎因子白细胞介素-22(IL⁃22)和TGF⁃β含量[26]㊂罗伊氏乳杆菌LR1还可抑制肠毒性大肠杆菌诱导的促炎因子白细胞介素-6(IL⁃6)和肿瘤坏死因子-α(TNF⁃α)的表达,而促进抗炎细胞因子白细胞介素-10(IL⁃10)的表达[30]㊂可见,罗伊氏乳杆菌可通过改变肠道相关细胞因子的作用来影响仔猪肠道及整体免疫防御功能,但其具体机制仍不清楚㊂无菌小鼠补充罗伊氏乳杆菌可诱导小肠CD4+CD8αα+双阳性上皮内T淋巴细胞(DPIELs)的生成,其机制是通过产生内源性色氨酸激活CD4+T细胞的芳烃受体,导致ThPOK下调,再将肠道上皮内CD4+T细胞重塑为免疫调节性T细胞[31]㊂罗伊氏乳杆菌也可诱导抗炎性Treg细胞,但其抗炎性作用并不总是由诱导抗炎性Treg细胞引起的[32]㊂在Treg细胞缺失的小鼠,罗伊氏杆菌通过肌苷-腺苷A2A受体路径抑制Th1/Th2细胞的分化并下调促进细胞因子IFN⁃γ和白细胞介素-4(IL⁃4)的水平,进而降低机体炎性反应[19]㊂㊀㊀宿主内源防御肽作为机体第1道防御线,是先天性免疫系统的重要组成部分,主要由胃肠道65426期黄金秀等:罗伊氏乳杆菌调节仔猪肠道黏膜免疫功能的研究进展内的肠上皮细胞和吞噬细胞产生㊂研究表明,罗伊氏乳杆菌可以通过诱导肠道内源防御肽的产生来刺激先天性免疫功能㊂用罗伊氏乳杆菌I5007灌服新生仔猪20d,显著提高空肠β-防御素pBD2及结肠pBD2㊁pBD3㊁pBD114㊁pBD129的mRNA表达,并显著增加结肠内容物中丁酸含量,显著提高结肠组织中过氧化物酶体增殖物激活受体-γ(PPAR⁃γ)和G蛋白偶联受体41(Gprotein⁃coupledreceptor41,GPR41)的mRNA表达量,提示罗伊氏乳杆菌I5007刺激新生仔猪结肠防御肽的表达,其作用机制可能是通过增加结肠丁酸含量进而上调其下游分子PPAR⁃γ和GPR41表达来发挥作用,而不是通过改变肠道菌群结构来实现[33]㊂IPEC⁃J2细胞培养试验表明,与肠上皮细胞接触并不是罗伊氏乳杆菌I5007刺激防御肽表达的必要条件[34]㊂此外,罗伊氏乳杆菌I5007刺激猪肠道先天性免疫防御肽表达的同时不会诱发炎症反应,并且可以通过抑制ETECK88定植黏附㊁降低TNF⁃α和IL⁃6的过表达以及刺激IL⁃10的表达来缓解由ETECK88引起的炎症反应[34]㊂3㊀小㊀结㊀㊀罗伊氏乳杆菌在仔猪胃肠道环境中具有较强的耐受性和黏附能力,能在消化道内定植并且存活下来形成生物屏障,且存在菌株差异性特点㊂在新生期和断奶期外源补充罗伊氏乳杆菌,对仔猪肠道微生物群落的正常构建㊁肠黏膜免疫系统功能的发育与成熟具有重要的作用㊂因此,罗伊氏乳杆菌作为一种益生菌,具有较高的理论研究和应用价值,未来需要进一步探究在仔猪肠道内定植的分子机制及影响因子,深入探明其调节仔猪肠道黏膜免疫的分子信号通路,为适用于仔猪消化道内环境的新型功能性益生菌的改造和开发提供理论依据㊂参考文献:[1]㊀HOUCL,WANGQW,ZENGXF,etal.CompletegenomesequenceofLactobacillusreuteriI5007,aprobioticstrainisolatedfromhealthypiglet[J].JournalofBiotechnology,2014,179:63-64.[2]㊀LIXJ,YUELY,GUANXF,etal.Theadhesionofputativeprobioticlactobacillitoculturedepithelialcellsandporcineintestinalmucus[J].JournalofAp⁃pliedMicrobiology,2008,104(4):1082-1091.[3]㊀WANGZL,WANGL,CHENZ,etal.Invitroevalu⁃ationofswine⁃derivedLactobacillusreuteri:probioticpropertiesandeffectsonintestinalporcineepithelialcellschallengedwithenterotoxigenicEscherichiacoliK88[J].JournalofMicrobiologyandBiotechnology,2016,26(6):1018-1025.[4]㊀HOUCL,ZENGXF,YANGFJ,etal.StudyanduseoftheprobioticLactobacillusreuteriinpigs:areview[J].JournalofAnimalScienceandBiotechnology,2015,6:14.[5]㊀ZHAOX,WANGW,BLAINEA,etal.ImpactofprobioticLactobacillussp.onautochthonouslactoba⁃cilliinweanedpiglets[J].JournalofAppliedMicrobi⁃ology,2019,126(1):242-254.[6]㊀YUT,YANGX,WANGZ,etal.Draftgenomese⁃quenceofLactobacillusreuteristrainLRCGMCC11154,isolatedfromthefecesofhealthyweanedpig⁃lets[J].McrobiologyResourceAnnouncements,2019,8(10):e00085-19.[7]㊀SEOBJ,MUNMR,REJISHKVJ,etal.BiletolerantLactobacillusreuteriisolatedfrompigfecesinhibitsentericbacterialpathogensandporcinerotavirus[J].VeterinaryResearchCommunications,2010,34(4):323-333.[8]㊀SALAS⁃JARAMJ,ILABACAA,VEGAM,etal.BiofilmformingLactobacillus:newchallengesforthedevelopmentofprobiotics[J].Microorganisms,2016,4(3):35.[9]㊀FRESESA,MACKENZIEDA,PETERSONDA,etal.Molecularcharacterizationofhost⁃specificbiofilmformationinavertebrategutsymbiont[J].PLoSGe⁃netic,2013,9(12):e1004057.[10]㊀FRESESA,BENSONAK,TANNOCKGW,etal.TheevolutionofhostspecializationinthevertebrategutsymbiontLactobacillusreuteri[J].PLoSGenetic,2011,7(2):e1001314.[11]㊀OLSONJK,RAGERTM,NAVARROJB,etal.Harvestingthebenefitsofbiofilms:anovelprobioticdeliverysystemforthepreventionofnecrotizingen⁃terocolitis[J].JournalofPediatricSurgery,2016,51(6):936-941.[12]㊀NAVARROJB,MASHBURN⁃WARRENL,BAKALETZLO,etal.EnhancedprobioticpotentialofLactobacillusreuteriwhendeliveredasabiofilmondextranomermicrospheresthatcontainbeneficialcargo[J].FrontiersinMicrobiology,2017,8:489.7542㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报32卷[13]㊀ROOSS,JONSSONH.Ahigh⁃molecular⁃masscell⁃surfaceproteinfromLactobacillusreuteri1063ad⁃herestomucuscomponents[J].Microbiology,2002,148(2):433-442.[14]㊀KLEEREBEZEMM,HOLSP,BERNARDE,etal.Theextracellularbiologyofthelactobacilli[J].FEMSMicrobiologyReviews,2010,34(2):199-230.[15]㊀GUNNINGAP,KAVANAUGHD,THURSBYE,etal.Useofatomicforcemicroscopytostudythemulti⁃modularinteractionofbacterialadhesinstomucins[J].InternationalJournalofMolecularSciences,2016,17(11):1854.[16]㊀MACKENZIEDA,JEFFERSF,PARKERML,etal.Strain⁃specificdiversityofmucus⁃bindingproteinsintheadhesionandaggregationpropertiesofLactobacil⁃lusreuteri[J].Microbiology,2010,156(11):3368-3378.[17]㊀SIMSIM,FRESESA,WALTERJ,etal.StructureandfunctionsofexopolysaccharideproducedbygutcommensalLactobacillusreuteri100⁃23[J].TheISMEJournal,2011,5(7):1115-1124.[18]㊀HEB,HOANGTK,WANGT,etal.Resettingmicro⁃biotabyLactobacillusreuteriinhibitsTregdeficien⁃cy⁃inducedautoimmunityviaadenosineA2Areceptors[J].JournalofExperimentalMedicine,2017,214(1):107-123.[19]㊀YANGJJ,WANGCL,LIULQ,etal.LactobacillusreuteriKT260178supplementationreducedmorbidityofpigletsthroughitstargetedcolonization,improve⁃mentofcecalmicrobiotaprofile,andimmunefunc⁃tions[J].ProbioticsandAntimicrobialProteins,2019,18:1-10.[20]㊀刘宏.发酵乳酸杆菌I5007干预新生仔猪产道菌群形成及黏膜免疫的研究[D].硕士学位论文.北京:中国农业大学,2013:49-56.[21]㊀ZHANGDY,JIHF,LIUH,etal.Changesinthedi⁃versityandcompositionofgutmicrobiotaofweanedpigletsafteroraladministrationofLactobacillusoranantibiotic[J].AppliedMicrobiologyandBiotechnolo⁃gy,2016,100(23):10081-10093.[22]㊀YANGY,GALLES,LEMHA,etal.Feedfermenta⁃tionwithreuteran⁃andlevan⁃producinglactobacillusreuterireducescolonizationofweanlingpigsbyEnter⁃otoxigenicEscherichiacoli[J].AappliedandEnviron⁃mentalMicrobiology,2015,81(17):5743-5752.[23]㊀YANGY,ZHAOX,LEMH,etal.Reutericyclinpro⁃ducingLactobacillusreuterimodulatesdevelopmentoffecalmicrobiotainweanlingpigs[J].FrontiersinMi⁃crobiology,2015,6:762.[24]㊀LIUH,ZHANGJ,ZHANGSH,etal.OralAdminis⁃trationofLactobacillusfermentumI5007favorsintes⁃tinaldevelopmentandalterstheintestinalmicrobiotainformula⁃fedpiglets[J].JournalofAgriculturalandFoodChemistry,2014,62(4):860-866.[25]㊀YANGFJ,WANGAN,ZENGXF,etal.Lactoba⁃cillusreuteriI5007modulatestightjunctionproteinexpressioninIPEC⁃J2cellswithLPSstimulationandinnewbornpigletsundernormalconditions[J].BMCMicrobiology,2015,15:32.[26]㊀YIHB,WANGL,XIONGYX,etal.EffectsofLac⁃tobacillusreuteriLR1onthegrowthperformance,in⁃testinalmorphology,andintestinalbarrierfunctioninweanedpigs[J].JournalofAnimalScience,2018,96(6):2342-2351.[27]㊀YUHF,WANGAN,LIXJ,etal.EffectofviableLactobacillusfermentumonthegrowthperformance,nutrientdigestibilityandimmunityofweanedpigs[J].JournalofAnimalandFeedSciences,2008,17(1):61-69.[28]㊀YIHB,WA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2020肠道微生物与免疫的研究进展人体正常的肠道微生物数量达1012~1014,其平均质量约为1.5kg[1-2],约6~10个类群(3 000种)微生物组成[2-3]。
婴儿在出生之后不久就有微生物在肠道定植,直到肠道微生物达到一个稳定的共生群[4]。
肠道微生物对于宿主是有益的,在过去10年的研究中,已经发现肠道微生物在人体发育、肠道屏障、免疫调节、物质代谢、营养吸收、毒素排出,以及疾病的发生、发展等方面发挥着巨大的作用。
肠道菌群的紊乱可能导致肥胖、肝硬化、糖尿病、心血管疾病,以及孤独症等各种疾病的发生。
肠道微生物的主要功能是帮助宿主代谢,使能量和营养物质更好地被利用,为肠道上皮细胞提供营养,增强宿主免疫功能,帮助寄主抵抗病原菌[5]。
最近,大量的研究表明,肠道微生物的代谢功能是非常重要的,并且效率远远超过肝的代谢功能。
例如肠道微生物不仅可以影响视网膜的脂肪酸组成和眼睛晶状体、骨骼的密度、肠道血管的形成[6];而且可以提供必需的营养物质(生物素、维生素K、丁酸等)和消化食用纤维素[7]。
肠道微生物同脊柱动物已经一起进化了几千年,因此,免疫系统正常功能(抵抗细菌病原体)的实施需要依靠肠道微生物。
同时,肠道微生物是刺激“黏膜免疫系统”(mucosal immune system)和“全身免疫系统”(systemic immune system)成熟的重要因子[8-9]。
许多实验研究发现肠道微生物的组成及代谢产物对免疫和炎性反应有很重要的影响。
如果肠内部免疫系统崩溃就会引起慢性肠炎疾病,例如克罗恩病和溃疡性结肠炎[10],然而,由于共生肠道微生物的多样性和很难断定哪种细菌是共生菌还是条件致病菌,所以对于肠道微生物定植反应的免疫调控是复杂的。
近几年,肠道菌群与免疫的研究受到越来越多人们的关注。
因此,本文就肠道微生物与免疫系统的关系做一综述。
1 肠道微生物群相关的疾病近年来,大量肠道微生物与肠道生理功能关系的研究表明,肠道微生物在宿主健康与疾病方面有重要的作用[11],通过对炎性反应动物模型的研究已经确定肠道微生物与肥胖、糖尿病、过敏和哮喘等疾病的发展和变化有重要关系[12]。
目前,已经有许多实验发现肠道微生物与肥胖和糖尿病有关,其中一个最新的研究表明,在遗传或者饮食诱导的肥胖小鼠肠道内Akkermansia muciniphila(一种存在于黏液层的黏液素降解菌,在健康情况下,它占肠道微生物菌群总数量的3%~5%)菌急剧减少,在饮食诱导的肥胖小鼠肠道内A. muciniphila的丰度比对照组小鼠低100倍,在饮食诱导的肥胖小鼠口服A. muciniphila后发现小鼠的体质量降低和身体指数得到改良;进一步研究发现,A. muciniphila可以降低胰岛素耐受性,控制脂肪储存、脂肪代谢、甘油酯和葡萄糖的稳态[13]。
另一个研究通过比较Ⅱ型糖尿(T2D)和正常70岁欧洲妇女的肠道微生物组成,发现在有糖尿病的群体中,4个乳酸杆菌(Lactobacillus species)的丰度增加,5个梭菌芽孢杆菌(Clostridium species)的丰度降低,乳酸杆菌与血糖指数和糖化血红蛋白(glycosylated haemoglobin,HbA1c)呈显著正相关的,而梭菌芽孢杆菌与血糖指数、HbA1c、胰岛素、C肽以及血浆三酰甘油呈显著负相关[14]。
同样,已经有许多的证据证明有过敏和哮喘疾病的病人肠道微生物群发生了改变[15],JOHANSSON,等[16]研究发现婴儿在出生1个星期后肠道内乳酸杆菌(Lactobacilli)的早期定植可以大大降低婴儿5岁时过敏性疾病的发生率。
另一个证明这个现象的实验是选择76位年龄分别是3周和3个月大的婴儿,他们得过敏性疾病的概率都有很高,在这些婴儿中,过敏性疾病正在发生的婴儿与没有发生的婴儿在肠道微生物组成上有很大的差异,即使过敏性疾病还没有发生,他们的肠道微生物种类就已不相同[17]。
日常食用发酵的食物可以维持肠道所需乳酸菌的数量,并且可以减少过敏性疾病的发生。
由于发酵食品没有使用抗生素[15],如果人们使用发酵食品的量比较高,就可以使肠道微生物维持稳定,从而降低了哮喘和过敏性疾病的发生率[15]。
总之,上述这些数据表明肠道微生物中的特定菌种对于疾病的发展可能有致病作用,也可能有保护作用。
合理有效地利用微生态制剂来抑制肠道潜在的致病菌繁殖或者增加益生菌的繁殖以达到肠道共生微生物的稳定,对于疾病的预防、延缓及治疗都有着重要的临床意义[18-19]。
2 肠道菌群和免疫系统最近几年才认为肠道微生物对免疫系统有很大的影响,肠道微生物的组成和代谢产物不仅可以促进宿主免疫系统的发育,而且可以调节机体的免疫系统。
2.1 肠道微生物诱导调节性T细胞CD4+T细胞包括Th1、Th17和调节性T细胞(CD4+、CD25+、Foxp3+),在非病原共生微生物菌群存在时,它们在维持肠道免疫内环境的稳态是十分重要的[20]。
只有肠道中存在复杂微生物菌群时,才会产生比较多的Th1和Th17调节性T细胞,在无菌小鼠中这2个调节性T细胞的含量非常少[21-22]。
单个细菌群也可诱导调节性T细胞反应,例如分节丝状菌(Segmented filamentous),可以诱导Th17细胞反应[23-24],Foxp3+调节性T细胞也稳定存在于肠道黏膜和肠道相关的淋巴组织,它对于肠道炎性反应是非常重要的[25]。
黏膜调节性T细胞可以由维A酸诱导特定的轴突细胞不断产生[26-30]。
肠道内的梭状芽孢杆菌(Clostridia)是诱导黏膜免疫系统和全身免疫系统的重要因子[31]。
实验通过用无菌鼠和用ASF( altered Schaedler flora)(包括2个乳酸杆菌、1个拟杆菌、1个Flexistipes属的螺旋型细菌、4个氧气极其敏感的梭菌)定植的无菌鼠比对研究,发现ASF定植的无菌小鼠在结肠固有层黏膜免疫调节性T细胞激活和重新产生[32-33]。
在缺少黏膜Th17或者Th1细胞反应的情况下,为了CD4+ T细胞的体内平衡,调节性T细胞的诱导是非常重要的。
高效调节T 细胞的激活需要Toll-like受体衔接分子MyD88和Ticam-1。
另外,肠道内CD4+ T细胞体内平衡的建立要依靠白细胞介素-10受体(IL-10R)信号。
但是,IL-10R信号不能影响调节性T细胞的诱导和激活,由于调节性T细胞的激活会引起黏膜免疫偏差(进行Th1和Th17细胞反应),这就需要野生型调节T细胞来弥补。
所以,共生肠道微生物诱导调节性T细胞是有重要作用的[34],不管功能性调节T细胞激活与否,ASF的组成和非侵害性的特性是一致的.这个发现说明,在非共生调节性T细胞反应不存在的情况下,免疫偏差朝着Th17细胞反应进行,这个结果与肠道中不存在分解丝状菌时的结果一致[34]。
因此,微生物在肠道内定植后,对于肠道免疫内环境稳态的维持,肠道调节性T细胞的共生诱导是一个重要的机制,它为一系列免疫反应的建立奠定了基础。
2.2 肠道微生物诱导IgA蛋白IgA(immunoglobulin A)是一种抗体,它在黏膜免疫中起着重要作用,在黏膜内产生的IgA比其他类型的抗体多很多[35],每天大约有3~5 g的IgA被分泌到肠腔[36].这个量占人体产生的全部免疫球蛋白的15%[37],IgA异常会引起许多免疫方面的疾病,例如IgA肾病、脂泻病、HSP(Henoch-Sch nlein purpura)、线性IgA大疱的皮肤病、IgA的天疱疮等,由于这些疾病较难治愈。
因此,研究肠道微生物对IgA 的影响机制具有很重要的临床意义。
实验利用无菌动物和肠道内有共生细菌的动物研究,揭示了黏膜对于共生微生物有高度的适应性,虽然这些适应的全部功能意义还没有完全理解[38-40],存在共生微生物时,整个肠道黏膜分泌IgA大于人体总分泌免疫蛋白的70%[41-43];然而,现在还不清楚分泌的IgA是简单的限制了肠道内共生微生物的生长,还是带有IgA的共生微生物被抑制穿透表层上皮,像其他病原菌,共生微生物表达物质可以被全身免疫系统的Toll-like受体检测到[44]。
虽然共生微生物和它的代谢产物可以诱导B细胞和T细胞,但是他们不会诱发产生病原体感染的特性(嗜中性粒细胞的渗入和典型的炎性反应)。
一个实验证明了肠道共生微生物是如何进入肠道树突细胞而诱导IgA产生的,用一定剂量的阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae)和其他小白鼠的共生微生物给小白鼠进行灌胃[45]。
给C5BL/6的野生型小白鼠的胃内灌入一定剂量的阴沟肠杆菌(E. cloacae)[46],培养一段时间后通过清洗肠系膜淋巴结(mesenteric lymph node,MLN)回收菌种,发现在60 h内,菌种数目维持在200~800之间,在小鼠的脾细胞和其他系统组织中没有发现细菌[45];细菌培养后通过荧光激活细胞分类,发现这活着的共生细菌被认为存在于树突细胞(dendritic cells,DCs),不能够从肠系淋巴结和淋巴结中的巨噬细胞培养细菌,因为巨噬细胞可以高效的杀死渗透的共生微生物[47],而树突细胞是相对低效的杀死细菌[47]。
小鼠注入伤寒沙门菌(Salmonella typhimurium)后培养18 h,发现沙门菌可以从脾脏细胞和肠系淋巴结中的树突细胞及巨噬细胞中培养获得[45]。
因此,共生细菌与病原体是不同的,共生细菌可以高效地被巨噬细胞杀死,所以只有少数的共生细菌可以在树突细胞中生存[48],对胃内灌入阴沟肠杆菌培养后的小白鼠肠道分析发现,共生细菌在黏膜位置被树突细胞携带并随其一起转移到肠系淋巴结,阴沟肠杆菌被吞噬后树突细胞就被激活。
对小白鼠进行反复的胃内灌入阴沟肠杆菌,小白鼠黏膜和血清里IgA被选择性地诱导,非黏膜和血清IgA没有被检测到[45]。
IgA由B细胞分泌,而且IgA+B细胞仅在有携带阴沟肠杆菌的树突细胞情况下诱导。
总之,虽然共生微生物可以快速地被巨噬细胞杀死,但是仍然有少数的共生微生物可以进入树突细胞存活几天,这时含有共生微生物的树突细胞就会选择性地诱导产生大量的IgA 来防御共生微生物的黏膜渗透。
最近一项成年人用益生元(低聚糖)处理的研究证明:一是益生元可以改变肠道共生微生物的组成;二是粪便中IgA的增加与肠道共生微生物密切相关[49]。
这些研究结果表明肠道微生物参与调控IgA,为IgA相关疾病的治疗指明了新思路。
2.3 肠道微生物对免疫抗菌肽表达的影响抗菌肽(antimicrobial peptides,AMPs)几乎在所有植物和动物中均有发现,在哺乳动物中,上皮细胞在稳定状态下和免疫细胞在有炎性反应时都会表达抗菌肽[50].抗菌肽是带正电的多肽,它可以通过破坏细胞膜的完整性而杀死微生物[51]。