一项由David Sancho领导的研究团队在西班牙马德里心血管研究中心(Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares, CNIC)进行的研究揭示了肠道如何调节炎症性疾病的发育。研究发现,肠道屏障功能障碍使得肠道内的天然细菌可以通过血液进入骨髓,诱导免疫干细胞发生表观遗传变化——即改变基因活性而不影响DNA序列的变化。这些变化生成了“训练有素”的免疫细胞,它们能够更有效地应对未来的感染。
然而,这种放大免疫反应的能力也可能加重炎症性疾病,例如心血管疾病和神经退行性疾病。这项新研究表明,在这一过程中起关键作用的是一种名为Mincle的蛋白质,它表达于先天免疫系统的细胞中。
该研究发表在《Immunity》杂志上,合作单位包括José Luis Subiza(Inmunotek S.L., Alcalá de Henares)、Carlos del Fresno(IdiPaz, 马德里)、Salvador Iborra(马德里康普顿斯大学)和Juan Duarte(格拉纳达大学)。
训练有素的免疫系统允许巨噬细胞和其他先天免疫系统的细胞更高效地应对未来与细菌、真菌或病毒的接触。Sancho解释说:“动物实验已经证明,这种机制可以增强对病毒和真菌感染的抵抗力,但同时也会引发更强的炎症反应。”
直到最近,科学家们还认为只有特异性(或适应性)免疫系统具有记忆功能,能够产生‘记住’病原体并触发特定免疫反应的细胞。相比之下,先天免疫反应被认为是不具备记忆功能的,因为它不针对特定病原体。Sancho博士表示:“我们现在知道,先天免疫系统也可以被‘训练’,从而在面对后来无关的感染时产生更强的反应,而且这种训练的效果是持久的。”
第一作者Iñaki Robles补充道:“我们发现在骨髓中最主要的肠道细菌是粪肠球菌(Enterococcus faecalis)。这些细菌与造血前体细胞中的Mincle相互作用并激活它,诱导表观遗传变化,生成具有增强炎症能力的免疫细胞。”粪肠球菌是一种生活在人类和其他哺乳动物胃肠道中的革兰氏阳性细菌,可以在医院环境中引起难以治疗的感染。
训练有素的免疫系统虽然有助于抵抗感染,但也可能促进炎症性疾病的进展。Sancho警告说:“动脉粥样硬化等心血管疾病以及神经退行性疾病与训练有素的免疫系统有关,当肠道屏障功能障碍加剧时,这些疾病可能会恶化。”
在动物模型中,增加的肠道通透性会导致结肠炎症(结肠炎)。而在经过基因改造缺乏Mincle的小鼠中,这种炎症反应不会发生,这表明Mincle检测到的移位细菌在训练有素的免疫系统相关炎症中起重要作用。因此,阻断Mincle的策略可能在这些全身性炎症疾病中起到保护作用。
不良饮食(尤其是加工食品摄入过多)、过量饮酒、慢性压力和某些药物都会削弱肠道屏障并促进细菌移位。保持富含水果和蔬菜的均衡饮食有助于维持健康的肠道,减少全身性炎症,并预防慢性疾病。
这项研究的结果开辟了理解肠道健康与全身性疾病关系的新途径,强调了健康饮食和平衡微生物群作为预防疾病的关键因素的重要性。
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