这项突破性的发现为研究宿主与真菌相互作用在肠道免疫中的作用开辟了新的机会。
肠道是数万亿共生微生物的栖息地，这些微生物统称为微生物组，与宿主共存。虽然微生物组对于增强我们的免疫系统和保护身体免受感染至关重要，但它也可能导致自身免疫和炎症性疾病，突显了其中复杂的相互作用。最近发表在《自然》杂志上的一项由麦吉尔大学健康中心研究所（The Institute）研究人员参与的开创性合作研究为宿主-微生物关系带来了新的启示。
尽管大多数微生物组研究都集中在共生细菌如何影响我们的健康，但The Institute的Irah King实验室的科学家们参与鉴定了实验室小鼠中首个真正的共生真菌：一种名为Kazachstania pintolopesii（Kp）的酵母菌。这种真菌稳定定植并主导小鼠肠道，可以传递给后代，并触发显著增加对肠道线虫感染（寄生虫蠕虫，影响全球数百万人）抵抗力的免疫反应。
该研究由纽约市威尔康奈尔医学院的Iliyan Iliev博士领导，揭示了共生和致病真菌如何塑造肠道免疫，并为研究宿主-真菌相互作用开辟了新的机会。最显著的是，它表明Kp增强了第2型免疫反应，这种反应通常与过敏和寄生虫蠕虫感染有关。
Irah King博士表示：“我们在实验室进行的实验表明，当肠道屏障受损时，Kp定植显著增强了对肠道线虫感染的抵抗力。这是一种非常不寻常的反应，因为真菌通常会引发第3型免疫反应，这与真菌杀灭有关，但也涉及多发性硬化症和类风湿性关节炎等自身免疫疾病。”
“在本研究之前，研究人员缺乏可靠的模型来研究真菌共生，因为大多数真菌仅暂时定植于小鼠肠道。我们的合作发现提供了一个不可或缺的新模式生物，用于理解宿主-真菌相互作用及其对感染免疫反应的影响。这尤其有价值，因为真菌是常常被忽视但至关重要的肠道生态系统组成部分，存在于所有生命形式中。”King教授补充道。
多重影响的发现
这一发现开启了多个新的研究机会。例如，了解Kp如何增强抗线虫免疫反应可能有助于开发新的治疗策略。此外，表征人类微生物组中的Kazachstania定植可能有助于预测和理解哮喘等其他疾病背景下的免疫激活。
进一步的研究还可能：
- 揭示真菌、细菌、寄生虫与宿主之间复杂的相互关系，加深科学家对微生物群如何影响健康的理解；
- 展示真菌在塑造肠道免疫反应中的重要作用，这是以前微生物组研究中被忽视的角色；
- 揭示真菌的免疫调节特性可能以未被认识的方式影响各种健康和疾病研究的实验和临床结果。
偶然的发现
The Institute的King实验室对微生物组如何塑造对传染病的免疫反应非常感兴趣。特别是，该实验室使用寄生虫蠕虫（线虫）来研究肠道免疫反应。在某个时候，团队做出了一系列有趣的观察，例如在感染期间小鼠体内的蠕虫数量意外减少，以及从小鼠肠道培养的培养物中出现酵母污染。
“我们没有将这些观察结果视为技术障碍，而是想知道异常感染是否可能是由于微生物组的作用。我们决定联系一位在宿主-真菌相互作用方面的领先专家——纽约市威尔康奈尔医学院的Iliyan Iliev博士，让他对我们的小鼠中的酵母进行测序。他鉴定出单一物种——Kazachstania pintolopesii。巧合的是，他在自己的实验室小鼠中也发现了Kp，并正在研究其在肠道免疫中的作用！”King教授说。
研究人员随后决定有意使小鼠定植Kp，并观察到同样的蠕虫负担减少，证明Kp定植直接增强了抗线虫反应。
Kaitlin Olsen说：“虽然先前的工作分别研究了宿主-真菌或宿主-线虫的相互作用，但本研究揭示了这三个王国如何相互作用，影响宿主免疫。”
King教授补充道：“我们对Kp定植塑造宿主抗寄生虫反应的令人信服的发现强调了在研究中关注意外发现并寻求科学合作的重要性。最初看似技术问题的现象揭示了研究真菌-线虫-宿主相互作用这一令人兴奋轴心的基本框架。”
The Institute的King实验室团队现在正在研究早期生活中的Kp定植如何影响长期免疫发育和疾病易感性。他们还与麦吉尔微生物组研究中心的科学家和临床医生合作，寻找Kp定植与人类健康结果之间的潜在联系——这些研究可能为治疗线虫感染和免疫介导疾病提供信息。
关于该研究
Liao, Y., Gao, I.H., Kusakabe, T. et al. Fungal symbiont transmitted by free-living mice promotes type 2 immunity. Nature 636, 697–704 (2024).
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