膳食纤维的益处不仅限于消化健康，因为肠道微生物产生的膳食纤维衍生代谢物可以影响免疫功能。短链脂肪酸（SCFAs）是肠道微生物通过发酵膳食纤维产生的次级代谢物。值得注意的是，可溶性膳食纤维如菊粉和果胶可以被肠道细菌代谢为短链脂肪酸，包括丁酸盐。它们作为重要的信号分子，可以减少炎症并平衡免疫系统。
短链脂肪酸可以通过调节免疫细胞的基因表达和功能来调控免疫相关疾病，包括炎症和过敏性疾病。树突状细胞（DCs）被称为免疫系统的哨兵。树突状细胞拥有一套动态且高度特化的细胞表面分子，协调先天免疫和适应性免疫。这些分子充当传感器、抗原呈递结构和细胞通讯器，随着树突状细胞的成熟而发生显著变化。然而，短链脂肪酸对树突状细胞发育及其表面分子表达的影响尚未阐明。
为了解决这一空白，由日本东京科学大学（TUS）先进工程学院生命系统工程系的西山千春教授领导的研究团队探索了短链脂肪酸在树突状细胞发育和调控中的作用。该团队研究了丁酸盐（一种短链脂肪酸）如何调控树突状细胞的发育及其细胞表面分子的表达。该研究于2026年6月18日发表在《变态反应学国际》（Allergology International）上。
"之前，我们将转录因子PU.1引入特定的造血细胞谱系，导致树突状样结构的发育。这一发现突显了PU.1作为树突状细胞主要转录因子的潜力。我们继续探索短链脂肪酸如何增强PU.1基因表达以及多酚如何通过PU.1相关基因表达调控炎症，"西山教授在谈到研究动机时表示。
研究团队使用了Flt3L诱导的骨髓来源树突状细胞（BMDCs），包括常规树突状细胞（cDCs）和浆细胞样树突状细胞（pDCs）的异质性生理混合物。主要关注点是研究丁酸盐如何影响表面蛋白、信使RNA水平和组蛋白修饰。还测试了其他短链脂肪酸（包括丙酸、戊酸和乙酸）的影响。
研究发现，在测试的短链脂肪酸中，丁酸盐在增加几种树突状细胞表面分子（包括MHC II、CD86和CD11b）的表达方面显示出最强的效果，同时降低了CD11c的水平。它还增加了LPAM-1（α4/β7）的表达，这是一种整合素，有助于免疫细胞在肠道黏膜中的迁移和定位。
研究团队还观察到树突状细胞发育的转变。丁酸盐增加了常规树突状细胞与浆细胞样树突状细胞的比例，影响了树突状细胞亚群的平衡。
为了理解机制通路，研究人员探索了与短链脂肪酸相关的两个主要通路。结果表明，丁酸盐主要通过组蛋白去乙酰化酶抑制活性起作用，而不是通过G蛋白偶联受体的刺激作用。丁酸盐增加了编码LPAM-1的α4亚单位的Itga4基因以及编码PU.1的Spi1基因周围的组蛋白乙酰化。丁酸盐还增加了Spi1 mRNA和PU.1蛋白水平，突显了表观遗传调控在该过程中的作用。
"这些发现将饮食条件、肠道微生物衍生代谢物和表观遗传调控联系起来，这是免疫学中日益受到关注的领域。由于不适当的免疫反应常常导致过敏、炎症和自身免疫疾病，确定新的免疫调节区域有助于开发预防或减轻免疫相关疾病的策略，"西山教授在讨论研究重要性时表示。
由于丁酸盐是由某些肠道细菌通过可溶性膳食纤维发酵自然产生的，了解肠道微生物如何调控丁酸盐的产生可能为未来研究提供有用的方向。然而，需要在动物模型和人体中进行进一步研究，以验证这些发现及其与免疫相关疾病的关联。
总的来说，该研究详细揭示了肠道细菌在膳食纤维发酵过程中产生的次级代谢物如何对免疫系统产生调控作用。通过展示丁酸盐如何通过PU.1和整合素相关基因的表观遗传控制来塑造树突状细胞发育和表面分子表达，这项工作强调了日常饮食可能如何影响免疫平衡。
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