《Nature | 肠道免疫微环境塑造Treg功能》

  • 来源专题:战略生物资源
  • 编译者: 李康音
  • 发布时间:2024-04-06
  • 2024年4月3日,牛津大学Fiona Powrie、Emily E. Thornton共同通讯在Nature发表题为Immune microniches shape intestinal Treg function的文章,探讨了胃肠道中的特异性免疫microniche如何影响调节性T细胞(Treg)的发育、稳定性和功能。

    研究人员采用先进的体内活体成像技术,结合光激活引导的单细胞RNA测序和空间转录组学,追踪在耐受和炎症条件下对肝螺旋菌(H. hepaticus)反应的T细胞。他们发现,虽然抗原刺激发生在整个肠道组织中,但固有层(lamina propria)是支持效应Treg(effector Treg, eTreg)细胞功能的关键微层(microniche)。与淋巴聚集(LA)不同,固有层提供了一个独特的环境,eTreg细胞一旦建立就可以在这里保持稳定,但炎症破坏了这种区隔,导致CD103+SIRPα+DC占主导地位。

    在健康的肠道中,固有层容纳了一个独特的细胞环境,其特征是eTreg细胞和各种抗原呈递细胞(APC),如CD103+树突状细胞、CD206+巨噬细胞、IL-1β+巨噬细胞和高表达IL10R的单核细胞。这些eTreg细胞对控制病理过程至关重要,并且可以在该生态位内局部扩张以发挥其抑制作用。然而,在炎症过程中,固有层的组成发生了改变,树突细胞从LA迁移到固有层,强调了其在维持粘膜耐受性中的核心作用。

    作者鉴定并验证了CD206+巨噬细胞和固有层eTreg细胞之间潜在的耐受性相互作用,精确定位了可能控制这种伙伴关系的特异性受体-配体对。这项研究强调了固有层耐受维持的空间机制的存在,其中局部相互作用在协调免疫反应中发挥着关键作用。一个重要的发现是固有层与淋巴聚集中eTreg细胞的不同活性和分布。LP中的eTreg细胞显示出更强的功能,包括两调节蛋白(AREG)、颗粒酶B(GZMB)和白细胞介素-10(IL-10)的产生,从而支持了LP是增强eTreg细胞活性的主要场所的观点。

    作者还深入研究了肠道内的髓系细胞区室,指出虽然没有发现专属的APC群体,但某些亚群,如IL-1β-hi CD103+SIRPα+树突状细胞,在LA中富集。相反,LP含有丰富多样的APC,由于其IL10R的高表达,具有高反应和刺激eTreg细胞的能力。在结肠炎期间,LP生态位内的微妙平衡被破坏。研究表明,eTreg细胞在发炎的LP中表现出更强的运动性和与CD206+巨噬细胞的优先相互作用。时间推移成像和计算分析表明,产生IL-10的Treg细胞广泛迁移,经常与CD206+巨噬细胞接触。

    这些发现强调了eTreg细胞在其微环境中对局部线索的反应的可塑性和适应性。LP中特异性eTreg细胞-巨噬细胞相互作用的发现,以及在稳态和炎症过程中该生态位内eTreg细胞增殖的证明,为治疗提供了新的机会。通过调节这些已确定的途径,研究人员可能能够开发有针对性的干预措施,促进eTreg细胞的募集、激活、分化、存活和功能,从而恢复或增强炎症性肠病和其他器官系统的耐受性。

    总的来说,这项研究为肠道中Treg细胞功能的时空调节以及免疫微细胞中Treg和髓系细胞之间的关键相互作用提供了新的见解。理解这些空间机制对于推进旨在诱导和维持免疫耐受的下一代疗法的设计至关重要。

  • 原文来源:https://www.nature.com/articles/s41586-024-07251-0
相关报告
  • 《Nature:98%的人体肠道微生物组差异竟由环境决定》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2018-03-04
    • 关于与生俱来与后天培养(nature vs nurture)的问题延伸到了我们的微生物组(microbiome)---我们每个人携带的细菌(它们中的大多数是有益细菌)群体。接二连三的研究已发现我们的微生物组几乎影响到我们的健康的每一个方面;它的微生物组成因人而异,而且可能是包括从体重增加到情绪在内的一切的关键因素。一些微生物组研究人员认为,这种差异始于我们的基因上的差异;但是,如今,以色列魏兹曼科学研究所开展的一项大规模研究挑战了这一观点,并提供证据证实微生物组和健康之间的关联性可能比我们想象中的更加重要。相关研究结果于2018年2月28日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Environment dominates over host genetics in shaping human gut microbiota”。 事实上,现行的假设一直认为遗传学在决定人与人之间的微生物组差异方面起着重要的作用。根据这一观点,我们的基因决定着我们的微生物组所占据的环境,并且每种特定的环境允许某些细菌菌株茁壮成长。然而,在这项新的研究中,这些研究人员令人吃惊地发现宿主的遗传因素在决定微生物组的组成方面起着微小的作用---仅导致人与人之间的微生物组差异的2%。 这项研究由来自魏兹曼科学研究所计算机科学与应用数学系Eran Segal教授实验室的研究生Daphna Rothschild、Omer Weissbrod博士和Elad Barkan博士以及魏兹曼科学研究所免疫学系Eran Elinav教授团队成员领导的。他们的研究结果是基于来自于大约1000名以色列人的一个独特的数据库,其中这些以色列人已参与一项关于个人化营养的纵向研究。以色列具有高度多样化的人口,这就为研究遗传差异的影响提供了一种理想的实验环境。除了遗传数据和微生物组组成之外,从每名研究参与者中收集的信息还包括饮食习惯,生活方式,药物和其他的测量指标。这些研究人员分析这些数据后得出结论:饮食和生活方式是塑造我们微生物组组成的最主要因素。 如果微生物组中的细菌群体不被我们的遗传因素所塑造,那么它们又如何与我们的基因相互作用来改变我们的健康?这些研究人员研究了微生物组与胆固醇、体重、血糖水平和其他临床参数数据库中的测量值之间的关联性。这项研究的结果是非常令人吃惊的:对于大多数这些临床参数而言,与细菌基因组的关联至少与作为宿主的人类基因组的关联性一样强,而且在某些情况下要强于与人类基因组的关联性。 根据这些研究人员的说法,这些发现为理解塑造我们微生物组的因素可能是理解和治疗许多常见健康问题的关键提供了坚实的证据。 Segal说,“我们不能够改变我们的基因,但我们如今知道我们能够影响---甚至是重塑---我们体内存在的不同类型细菌的组成。因此我们的研究结果是非常有前景的;它们提示着我们的微生物组可能是改善我们健康状况的一种强有力的手段。” 微生物组研究领域是相对较新的;魏兹曼科学研究所收集的这个1000名以色利人数据库是世界上最为广泛的数据库之一。Segal和Elinav认为随着时间的推移和随着新的研究数据添加到他们的研究和其他人的研究中,这些最新的发现可能会得到进一步验证,而且我们的微生物组、遗传因素和我们的健康之间的关联性将会变得更加清晰。
  • 《微生物所研究团队揭示肠道组织共生菌调控肿瘤免疫监视的功能》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心—领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2023-03-10
    •   近日,王硕团队系统研究了结直肠癌患者肠道组织共生菌群的组成和功能,揭示了肠道组织中毛螺菌科共生菌Ruminococcus gnavus (Rg) 和Blautia producta (Bp)能够通过降解组织微环境的溶血甘油磷脂,促进CD 8+ T细胞肿瘤免疫监视功能,从而抑制结肠癌发生发展的作用机制,相关研究成果发表在国际学术期刊Cell Host & Microbe杂志。   目前已有的研究关于抑制结直肠癌肿瘤发展的共生菌群及其调控肿瘤微环境的代谢和免疫监视功能报道较少。为研究肠道组织内共生菌的组成,王硕团队对结直肠癌患者的结肠组织(正常、癌旁和肿瘤组织)进行了16S rRNA基因测序。研究发现,正常组织内菌群的多样性明显高于肿瘤和癌旁组织。在正常组织中,毛螺菌科的Ruminococcus, Dorea 和 Blautia等菌属的丰度较高,而在肿瘤组织中,Fusobacterium 和 Peptococcaceae菌属的丰度较高。通过小鼠皮下瘤模型和炎症诱导的肠癌模型,研究发现毛螺菌科的Rg 和Bp能够抑制肠癌的发展,并活化CD 8+ T细胞。进一步研究发现,Rg和Bp处理后能够显著改变组织代谢微环境。对上调和下调的代谢物类型进行分析后,发现Rg和Bp处理能够显著下调肿瘤微环境中的甘油磷脂水平。进一步的体外和体内实验证明Rg和Bp能够通过降解组织微环境中的溶血甘油磷脂从而促进CD 8+ T细胞的肿瘤免疫监视功能,从而抑制结肠癌的发展。综上,本研究揭示了肠道共生菌调控肿瘤免疫监视的重要功能和作用机制(图1)。   中国科学院微生物所王硕研究组博士生张旭昇、於逗和解放军总医院博士生吴迪为本文共同第一作者,中国科学院微生物所王硕研究员、北京大学基础医学院夏朋延研究员和四川大学华西医院陈亿教授为本文的共同通讯作者。本项研究得到了科技部国家重点研发计划、中国科学院战略性先导科技专项(B类)、国家自然科学基金和中国科学院青年创新促进会等基金项目的资助。   全文链接:https://www.cell.com/cell-host-microbe/fulltext/S1931-3128(23)00038-0