2022年2月21日讯/生物谷BIOON/---根据一项新的临床前研究,来自美国威尔康乃尔医学院的研究人员发现驻留在肠道中的一组特定的真菌可以保护肠道免受损伤并影响社交行为。他们揭示了一组新的分子信号,将肠道中的真菌与它们在整个身体中的宿主细胞(包括免疫细胞和神经元)联系起来。这些发现扩展了越来越多的“肠道-免疫-脑轴(gut-immunity-brain axis)”方面的研究,其中作为一种信号系统,肠道-免疫-脑轴可能对健康和疾病的生理学特性产生广泛的影响,不仅受到身体自身细胞的影响,也受到身体驻留微生物的影响。相关研究结果于2022年2月16日在线发表在Cell期刊上,论文标题为“Mucosal fungi promote gut barrier function and social behavior via Type 17 immunity”。


论文通讯作者、威尔康乃尔医学院胃肠病学与肝脏病学科医学免疫学副教授Iliyan Iliev博士说,“我们在肠道内壁中真菌诱导的主要免疫途径和影响动物行为的神经系统信号之间建立了直接的联系。”


肠道内壁必须平衡相互冲突的需求:从食物中吸收水分和营养物,同时作为屏障阻止肠道中大量微生物侵入血液。这些作者在一种小鼠模型中研究了这一系统,绘制了肠道内不同真菌的位置,并发现一组独特的真菌倾向于聚集在肠道上皮或内壁附近的特定部位,这表明这些物种已经在肠道内驻留,并与附近的上皮细胞密切相互作用。

图片来自Cell,2022,doi:10.1016/j.cell.2022.01.017。


携带其中一些真菌的小鼠在面对可能破坏肠道屏障的事件时享有更好的保护,如肠道损伤和细菌感染。Iliev博士说,“当我们向小鼠添加特定的真菌群体时,这些肠道屏障功能得到了强化。”


改善肠道屏障的完整性并不是这些真菌的唯一作用。在单独的实验中,这些作者发现,肠道中携带这种真菌群落的小鼠比没有这些真菌的小鼠表现出更多的社交行为。


这两种影响似乎都源于小鼠自身的T细胞。这组真菌使T细胞分泌出两种免疫信号蛋白,即细胞因子IL-22和IL-17。真菌诱导的IL-22在上皮细胞中发挥局部作用,加强它的屏障功能,而IL-17则进入血液并最终到达携带IL-17受体的神经元。神经元中缺乏IL-17受体的小鼠不会表现出真菌定植的社交行为影响。Iliev博士说,“存在着这种和谐---一种在不同类型的有机体之间的交流。”


如今,这些作者希望进一步探索这种交流网络。论文第一作者Irina Leonardi博士说,“我们正试图更深入地研究这种相互作用的机制,观察大脑不同区域神经元水平上的信号。”


一种诱人的可能性是,肠道中不同的微生物群落可能会刺激大脑和免疫系统的不同区域,对它们的宿主的生物学特性产生不同的影响。Iliev博士说,“这开启了一个全新的探索领域。”(生物谷Bioon.com)


参考资料:


Irina Leonardi et al.Mucosal fungi promote gut barrier function and social behavior via Type 17 immunity.Cell,2022,doi:10.1016/j.cell.2022.01.017.

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