當有益細菌敲門但沒有人回家
生活在腸道中的有益細菌群體,即腸道微生物群,對免疫系統(tǒng)的發(fā)育和功能很重要。越來越多的證據(jù)表明某些益生菌療法將有益細菌引入腸道 - 可能有助于緩解克羅恩病等腸道疾病的某些癥狀。通過研究克羅恩病遺傳風險因素與腸道細菌之間的相互作用,加州理工學院的研究人員發(fā)現(xiàn)了某些患者出現(xiàn)這種疾病的新潛在原因 - 這些信息可能導致益生菌治療和個性化醫(yī)療的進步。結(jié)果發(fā)表在5月5日的“ 科學 ”雜志上。
此前,科學家們發(fā)現(xiàn)患有克羅恩病的患者的基因組和腸道微生物組經(jīng)常會出現(xiàn)變化 - 腸道中存在多種細菌。已經(jīng)涉及200多個基因,因為它們對克羅恩病的易感性起作用。多年來,該領(lǐng)域的研究人員一直認為,這些基因通常通過感知病原菌并部署免疫反應來殺死不需要的微生物而發(fā)揮作用; 當這些基因有缺陷時,致病菌就會存活,在腸道中繁殖,并導致疾病。
“雖然我們相信所有這一切都是真的,但在本研究中,我們很想知道一些在感染病原菌方面重要的基因在感染有益細菌以促進免疫健康方面是否也很重要,”該研究的第一作者說。 ,Hiutung Chu,加州理工學院生物學和生物工程博士后學者。“通常情況下,來自這些有益的共生微生物的信號會促進抑制腸道炎癥的抗炎反應。然而,感知和應對病原菌的基因突變也會損害對有益微生物的反應。所以它是一種新的轉(zhuǎn)向現(xiàn)有的教條。“
為了解決這個問題,Chu和她在Sarkis Mazmanian實驗室的同事Luis B.和Nelly Soux微生物學教授設(shè)計了幾個實驗來研究基因突變?nèi)绾沃袛嘁阎幸婕毦嗳鯏M桿菌的免疫增強作用。 。研究人員通過使用脆弱擬桿菌治療小鼠,這些小鼠具有已知在克羅恩病風險中起作用的兩種基因的非功能性版本,稱為ATG16L1和NOD2。
研究人員發(fā)現(xiàn),如果這兩個基因中只有一個基因缺失,那么小鼠就無法開發(fā)出對脆弱擬桿菌有反應的稱為調(diào)節(jié)性T細胞的疾病保護性免疫細胞,甚至在用脆弱擬桿菌治療后,ATG16L1也出現(xiàn)癥狀。 - 腸道疾病的缺陷小鼠模型保持不變。
然后,Chu和Mazmanian在洛杉磯的Cedars-Sinai醫(yī)療中心獲得了健康患者和克羅恩病患者的血液樣本。“我們可以看到某些患者的免疫細胞對脆弱擬桿菌有反應,而其他患者的免疫細胞根本沒有反應,”Chu說。“因為來自Cedars的細胞已經(jīng)進行了基因分型,我們能夠?qū)⑽覀兊慕Y(jié)果與患者的基因型相匹配:來自具有保護性ATG16L1的個體的免疫細胞對治療有反應,但來自患有突變版本的患者的細胞該基因?qū)Υ嗳鯏M桿菌沒有抗炎作用。“
Mazmanian說,結(jié)果表明這些基因的錯誤版本可能以兩種不同的方式引起克羅恩?。簾o法協(xié)助破壞致病細菌和預防通常由“好”細菌引發(fā)的有益免疫信號。“Hiutung所表明的是,人類微生物組中存在特定的細菌,似乎利用這些基因編碼的途徑 - 通常參與殺死細菌的基因 - 向宿主發(fā)送有益信號,”他說。
Mazmanian說,這項工作揭示了基因組與微生物組之間的重要關(guān)系,并且有一天它也可能被用于改善益生菌在臨床試驗中的使用。“例如,我們以前的工作建議使用脆弱擬桿菌作為某些疾病的益生菌治療。這項新研究表明,某些人群不會從這種治療中獲益,因為他們具有這種遺傳傾向,”他指出。 。“目前,臨床試驗并不能很好地確定哪些患者對治療反應最好,但我們在小鼠模型中的實驗表明,從概念上講,您可以設(shè)計出更有效的臨床試驗。”
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