肠道内壁细胞——即肠上皮细胞——可能在触发多发性硬化症(MS)的炎症中发挥关键作用,一项研究显示。
研究发现,这些细胞能够激活一种称为Th17细胞的T细胞。这些促炎免疫细胞随后迁移至大脑和脊髓,诱导炎症。阻断这种基于肠道的免疫激活,在MS的实验室模型中降低了疾病严重程度,表明这一免疫通路可能是MS治疗的重要靶点。
“虽然当前针对MS的疗法通常靶向B细胞,但我们的研究强调了肠道是一个重要的治疗位点,”研究第一作者、日本庆应义塾大学(Keio University)助理教授铃木翔平(Shohei Suzuki)博士在一份大学新闻稿中表示。
这项题为“Intestinal epithelial MHC class II induces encephalitogenic CD4 T cells and initiates central nervous system autoimmunity”的研究发表于《科学免疫学》(Science Immunology)杂志。
MS的特征是大脑和脊髓(统称为中枢神经系统)的炎症。MS的潜在病因尚不完全清楚,但越来越多的证据表明,肠道微生物(即肠道菌群)组成的紊乱可能在MS中发挥作用。
研究肠道中的免疫反应
“越来越多的证据表明,肠道菌群影响神经系统疾病,如帕金森病、阿尔茨海默病和MS,”庆应义塾大学副教授、该研究的首席作者杉野智久(Tomohisa Sujino)博士说。“然而,肠道微生物、肠道免疫和脑部炎症之间的联系机制仍不清楚。我们渴望确定肠道免疫反应如何促成神经炎症性疾病。”
研究人员使用实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)小鼠(一种用于模拟MS的实验室诱导炎症性疾病),发现Th17细胞在肠道中聚集。这些炎性免疫细胞此前已被认为与MS中的中枢神经系统炎症有关。
免疫细胞(如Th17细胞)能够识别并攻击特定的分子靶点,称为抗原。为引导这一过程,体内其他细胞执行抗原呈递过程——它们捕获分子片段并将其展示在细胞表面,类似于将分子放入展示柜供免疫细胞检查。这一系统使免疫系统能够巡逻身体并检测任何威胁。
肠上皮细胞通常不参与抗原呈递。但研究人员发现,在EAE小鼠中,这些肠道细胞增加了主要组织相容性复合体II类(MHC II)的产生,这是用于抗原呈递的主要分子展示柜之一。
在后续实验中,研究人员发现,从肠上皮细胞中删除MHC II可减少炎性Th17细胞的数量,同时整体疾病严重程度降低。
进一步测试表明,肠上皮细胞上的MHC II能够触发Th17细胞攻击大脑中的抗原,并且这些炎性Th17细胞能够从肠道迁移至中枢神经系统,引发EAE症状。
综合来看,这些数据支持一个模型:肠道细胞“训练”炎性免疫细胞,然后这些细胞迁移至中枢神经系统驱动炎症。为支持其在小鼠模型中的发现,科学家们还分析了MS患者的肠道活检样本,结果显示Th17细胞水平升高,且肠上皮细胞中MHC II表达增加。
“这些发现揭示了自身免疫中一个保守的肠道-中枢神经系统轴,并将上皮抗原呈递定位为神经炎症的关键启动因素,”研究人员表示。
科学家们推测,这一新发现的生物通路可能是新MS治疗的关键靶点。
“调节肠道菌群或肠上皮细胞的抗原呈递活性,代表了治疗自身免疫性神经系统疾病的新方法,”铃木说。
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