《Science》突破性发现：肠道细菌操控宿主免疫，科学家揭示IgA降解细菌

来源：作者：人气：-发表时间：2024-09-29 13:38:00【大中小】

摘要：一项研究揭示了肠道细菌与宿主免疫系统之间一种前所未知的相互作用。

人体免疫系统的复杂性一直是科学研究的热点之一。最近，科学家们在《科学》杂志上发表的一项研究中，揭示了肠道细菌与宿主免疫系统之间一种前所未知的相互作用。研究指出，肠道细菌不仅能影响免疫系统的功能，而且某些细菌还能降解免疫球蛋白A（IgA），这种机制在肠道微生物研究中尚属首次发现。

健康个体之间的免疫系统成分存在显著差异，这些差异通常被认为与遗传、年龄、微生物群落的组成和病原体识别有关。然而，微生物为了自身利益而改变这一系统的作用，此前一直未受到足够重视。

图1 宿主适应的营养缺陷型肠道共生体诱导粘膜免疫缺陷

在本期《Science》杂志的报道中，科学家们发现了一种名为Tomasiella immunophila的肠道细菌，这种细菌能够显著降低小鼠肠道中的IgA水平。这一发现不仅令人惊讶，而且对于理解宿主与肠道微生物之间的相互作用具有重要意义。

研究团队首先分析了粪便IgA水平较高的小鼠与粪便IgA水平较低的小鼠的微生物群落。他们发现，低IgA水平小鼠的粪便微生物群对IgA的降解速度非常快。通过高通量培养方法，科学家们最终确定了一种新的Muribaculaceae物种，即Tomasiella immunophila，这种细菌能够释放具有免疫球蛋白蛋白酶活性的囊泡。

Tomasiella immunophila能够降解所有小鼠抗体同型，特别是对kappa light链有偏好性。这种细菌的蛋白水解活性非常独特，它能够完全消化IgA，而不仅仅是像其他细菌蛋白酶那样只降解Fc部分。尽管科学家们尚未找到导致这种活性的特定基因和蛋白质，但这一发现已经足够引人注目。

这一发现对于理解肠道微生物如何影响宿主免疫系统具有重要意义。IgA是肠道黏膜免疫的关键组成部分，Tomasiella immunophila通过降解IgA，可能影响宿主对病原体的防御能力。此外，这种细菌的存在还可能改变肠道中更具侵入性的微生物组成，以及对肠道病毒的控制，从而可能导致慢性炎症和重复感染。

值得注意的是，Tomasiella immunophila对人类抗体并不活跃，这表明它可能已经很好地适应了其宿主。这一发现提示我们在研究肠道微生物时，需要考虑到不同宿主之间的差异。

图2 肠道免疫球蛋白降解菌的筛选及功能研究

此外，这项研究还为使用实验室小鼠进行的免疫学研究提供了新的视角。科学家们建议，在研究非本地宿主物种的肠道微生物时，应保持谨慎，并考虑使用更多样化的微生物组，以更好地模拟人类免疫系统的复杂性。

尽管Tomasiella immunophila的发现为我们提供了肠道微生物与免疫系统相互作用的新视角，但仍有许多问题有待解答。例如，人类肠道微生物群中是否存在类似的免疫球蛋白降解细菌？这些细菌是否与人类低IgA表型有关？这些问题的解答将有助于我们更深入地理解微生物组如何影响人类健康。

这项研究不仅揭示了肠道细菌如何操纵宿主免疫系统的新机制，而且强调了在微生物组研究中考虑宿主-微生物相互作用的重要性。随着研究的深入，我们可能会发现更多微生物影响免疫系统功能的方式，这将为开发新的治疗策略提供可能。

参考资料

[1] A host-adapted auxotrophic gut symbiont induces mucosal immunodeficiency.


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此文关键字：肠道细菌免疫球蛋白A

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