《中国科学院宋昕阳等合作揭示肠菌调节肠道免疫的新机制》

  • 来源专题:战略生物资源
  • 编译者: 郭文姣
  • 发布时间:2023-07-11
  • 2023年6月28日,中国科学院分子细胞科学卓越创新中心宋昕阳及美国哈佛医学院Dennis L. Kasper共同通讯在Nature 在线发表题为“Gut microbial fatty acid isomerization modulates intraepithelial T cells”的研究论文,该研究报告了饮食因素和微生物因素都会影响肠道LA异构体(共轭LAs (CLAs))的水平,而CLAs反过来调节小肠中表达CD8αα+的CD4+上皮内淋巴细胞(IELs)的独特群体。

    该研究发现单个肠道共生体中FA异构化途径的遗传消除显著降低了非生物小鼠CD4+ CD8αα+ IELs的数量。在转录因子肝细胞核因子4γ (HNF4γ)存在的情况下,CLAs恢复增加CD4+ CD8αα+ IELs水平。在机制上,HNF4γ通过调节白细胞介素-18信号传导促进CD4+ CD8αα+ IELs的发展。在小鼠中,T细胞中HNF4γ的特异性缺失导致肠道病原体感染的早期死亡。该研究揭示了细菌FA代谢途径通过调节CD4+ CD8αα+ 的CD4+ T细胞的相对数量来控制宿主上皮内免疫稳态的新作用。

    编译来源:https://mp.weixin.qq.com/s/w8y6lNAQcrHSwaxEi7ZmXg

  • 原文来源:https://www.nature.com/articles/s41586-023-06265-4
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    • 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:2022-10-20
    • 心血管疾病(CVD)严重威胁人类健康,每年在全世界造成约 1700 多万人死亡。动脉粥样硬化(AS)是心血管疾病病理变化的基础,其发病机制复杂,缺乏针对性的治疗药物和手段。人体肠道微生物组学研究发现肠道菌群在 CVD 中发挥关键作用,多种肠道微生物来源的代谢物显示出抗或促 AS 的作用。   微生物所刘宏伟/刘双江团队发现一种真菌活性分子可以显著改善小鼠动脉粥样硬化症状,进一步肠道菌群分析发现口服该分子后,肠道核心细菌粪副拟杆菌 Parabacteroid merdaede丰度上升了420倍。分析一个来自中国的动脉粥样硬化队列和一个欧洲人群CVD队列,科研人员发现肠道粪副拟杆菌丰度与CVD疾病显著负相关。ApoE-/-动脉粥样硬化小鼠定植一株人源粪副拟杆菌后,显著减轻动脉硬化症状,。进一步靶向代谢组分析发现,粪副拟杆菌定植后小鼠粪便支链短链脂肪酸水平显著升高,粪便和血液中支链氨基酸显著降低。血液支链氨基酸水平升高已被证实与胰岛素抵抗、脂肪肝和心血管疾病的发生、发展密切相关。基因组分析和体外发酵实验证实粪副拟杆菌具有将支链氨基酸降解为支链短链脂肪酸的能力。将粪副拟杆菌支链氨基酸分解关键基因porA敲除后,该菌的抗动脉粥样硬化作用消失。研究证实,粪副拟杆菌通过促进肠道支链氨基酸的分解代谢,降低血液支链氨基酸浓度,改善胰岛素抵抗,抑制动脉斑块巨噬细胞mTORC1信号通路激活,发挥抗动脉粥样硬化作用。   长期高脂饮食和高胆固醇饮食可以通过不同的病理机制诱发动脉粥样硬化。研究发现粪副拟杆菌对高脂诱导肥胖伴随胰岛素抵抗的动脉粥样硬化改善效果优于对高胆固醇饮食造成的动脉粥样硬化模型。人群CVD队列进一步分析表明,CVD病人血液支链氨基酸水平显著高于健康人群,肠道菌群porA基因丰度显著低于健康对照人群。研究揭示了肠道微生物失调,特别是肠道支链氨基酸代谢异常在CVD疾病发生、发展中的关键作用,证明了靶向调控肠道菌群微生态在治疗CVD疾病中的重要潜力,为临床治疗提供了新的思路。     相关研究结果已在线发表于国际权威期刊Nature Metabolism,题为“Gut Parabacteroides merdae protects against cardiovascular damage by enhancing branched-chain amino acid catabolism”。Nature Metabolism同期以“A gut bacterium tackles atherosclerosis”为题发表了Herbert Tilg 教授的专题评述“News & Views”。刘宏伟课题组乔珊珊博士、山东大学刘畅研究员为该论文并列第一作者,微生物所刘宏伟研究员、刘双江研究员为共同通讯作者。这项工作得到了国家重点研发计划、中国科学院战略性先导科技专项(B类)等项目的支持。
  • 《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
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    •   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