《Nature》免疫系統為何不攻擊腸道菌?美研究揭全新腸道菌與免疫系統互動機制

2021/05/17
《Nature》免疫系統為何不攻擊腸道菌?美研究揭全新腸道菌與免疫系統互動機制
近(12)日,美國斯隆-凱特琳研究所(Sloan Kettering Institute)研究宿主與共生腸道菌的免疫平衡,發現一種全新的腸道微生物與免疫系統互動的方式。研究發現幼年小鼠的腸道樹突細胞會
近(12)日,美國斯隆-凱特琳研究所(Sloan Kettering Institute)研究宿主與共生腸道菌的免疫平衡,發現一種全新的腸道微生物與免疫系統互動的方式。研究發現幼年小鼠的腸道樹突細胞會將腸道微生物的抗原運送至胸腺,並導致微生物專一性T細胞數量擴增。這群T細胞可能具有致病潛力,或者能對抗相關病原菌而保護宿主。該研究發表於《Nature》。

免疫系統須辨別什麼是自身的,什麼不是自身的,例如我們器官的細胞屬於自身的,而致病的細菌和病毒則不是自身的。

但免疫系統若攻擊與我們共生的腸道菌,可能導致嚴重的發炎性疾病,稱為結腸炎(colitis)。斯隆-凱特琳研究所的免疫學家Gretchen Diehl說,每個人都有能辨別並攻擊腸道菌的免疫細胞,然而為什麼大多數的人不會引起結腸炎?

為了嘗試回答此疑問,Diehl與其他研究人員探討幼年小鼠接觸到一種常見的腸道菌時,其微生物專一性T細胞會發生什麼事。研究者原先認為,小鼠體內針對微生物的T細胞可能會被消除,或者是發展出抗發炎T細胞,從而保護它們不會發生結腸炎,也就是說,研究者假設這些細菌會被視為是自身的。

未成熟的T細胞會在胸腺經過篩選而成為成熟的T細胞。研究者驚訝地發現,在胸腺,微生物專一性T細胞沒有被消除,數量反而增長。此外,還發現細菌DNA出現在胸腺中。

研究者以帶有綠色螢光蛋白(GFP)的基因轉殖小鼠做研究,若表現綠色螢光蛋白的細胞經由雷射光照射,會從發出綠色光轉變為發出紅色光。研究者以雷射光將腸道樹突細胞轉變為紅色後,在小鼠胸腺觀察到紅色的樹突細胞。

Diehl說,「樹突細胞顯然從腸道遷徙到胸腺,這有點瘋狂。」

這個現象只出現在幼年小鼠中,在較年長的小鼠中則沒有在胸腺觀察到紅色細胞,也沒有發現腸道菌DNA,以及微生物專一性T細胞擴增的現象。

Diehl說,這可能是因為幼年小鼠的免疫系統發育程度很低,它要辨認最相關的東西就是腸道微生物。因此,樹突細胞將腸道微生物的抗原帶到胸腺,教育T細胞辨認它們和相關的危險。

研究顯示,辨認腸道菌的T細胞,也能保護小鼠對抗未見過的病原體。但由於這些T細胞能辨認腸道菌,因此也能造成結腸炎。

之後,研究者想釐清此一樹突細胞運送細菌抗原至胸腺的過程,在結腸炎患者中,是否有差異。

參考資料:https://www.sciencedaily.com/releases/2021/05/210512164011.htm
原始論文:https://www.nature.com/articles/s41586-021-03531-1

(編譯/劉馨香)