塞尔内·梅萨-佩雷斯博士,阿拉巴马大学伯明翰分校(UAB)希尔斯克医学院免疫学和风湿病学系的讲师,被授予该校“最新发现奖”。这一奖项旨在表彰教职员工在研究方面的重要贡献,并突出其科学进展的影响。
该研究题为《变形菌通过消耗精氨酸削弱网膜中的抗肿瘤免疫》,最近发表在《细胞宿主与微生物》杂志上,探讨了肠道细菌与免疫反应之间的复杂关系,特别是某些细菌如何妨碍身体自然对抗肿瘤的能力。
“没有人研究过肠道细菌消耗的营养物质如何影响免疫反应,更不用说在网膜中了,”梅萨-佩雷斯说,“虽然这是一项挑战,但我将这个新想法应用到了我正在开发的研究模型中。”
研究表明,某些特定类型的细菌,如变形菌,会消耗一种重要的营养物质——精氨酸,这种化合物对于激活能够靶向和消除肿瘤的免疫细胞至关重要。具体机制如下:
肠道微生物组,即肠道内的细菌,会产生各种代谢物,这些代谢物会影响身体的免疫系统。当存在变形菌时,它们会在网膜(胃附近的一层脂肪)中消耗精氨酸,从而削弱免疫系统对肿瘤的反应。在这些细菌水平正常的实验小鼠中,由于调节性T细胞(Tregs)的增加,肿瘤会不受控制地生长,这些细胞会抑制免疫反应。
然而,在接受抗生素治疗或在无菌环境中饲养的小鼠(缺乏变形菌)中,称为CD8+ T细胞的免疫细胞在对抗肿瘤方面更为有效。没有变形菌消耗精氨酸,这种营养物质的水平更高,从而减少了Tregs的抑制作用,使CD8+ T细胞能够攻击并缩小肿瘤。
研究还表明,添加精氨酸补充剂也有类似的效果,增强CD8+ T细胞的功能并减少肿瘤生长。
梅萨-佩雷斯的研究结果表明,通过针对变形菌消耗精氨酸的方式,可以增强免疫系统对抗癌症的能力,尤其是在内脏脂肪组织中。
问:是什么促使您进行这项研究?
我一直对微生物组对免疫系统的影响很感兴趣,因此我想将其应用于网膜,因为网膜与肠道循环有关,并且对癌症转移很重要,但很少有人从微生物组的角度来研究这种组织。
问:您最意外的发现是什么?
不同的细菌使用不同的免疫细胞机制产生相似的结果。例如,我们使用两种不同的抗生素治疗,这两种治疗影响两种不同的免疫细胞,都观察到肿瘤被排斥的现象。
问:您认为您的研究将如何影响科学界?
我认为它将为微生物组如何控制免疫系统提供新的视角。我们(所有科学家)有时会过于专注于某个单一的想法。在这种情况下,假设只有微生物组产生的代谢物有影响,但要产生代谢物,首先需要消耗某种物质,而这一点尚未得到充分探索。
问:您的研究与人类疾病有何关联?
我认为其相关性在于我们现在可以超越对癌症结果的细菌组成的研究,转向更具体和全面的方法。将肠道细菌、代谢物和免疫细胞特征联系起来,可以帮助定期筛查癌症患者的诊断和治疗,特别是那些肿瘤转移到网膜的患者。
问:您是什么时候意识到自己有了重要发现?
当我发现使用不同的肿瘤模型和不同的治疗方法都能得到相同的Tregs和肿瘤结果时,而且这种效应只发生在网膜中,而不是其他脂肪组织或全身时,我知道这是一个重要的发现。
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