腸道細菌可變身健康「威脅者」，這竟與自噬有關 | Cell子刊

06-05

1 天前來源：生物探索分享：

導讀	人體微生物——生活在我們體內的數以萬億計的微小細菌——是人類健康重要的參與者。然而，我們與這些生物體的共存機制是非常複雜的。科學家們發現，即使其中出現一點微小變化，也會導致我們的健康出現大問題。

圖片來源：Cell Host & Microbe（DOI: https://doi.org/10.1016/j.chom.2018.01.001）

近日，發表在Cell Host & Microbe上的一項研究中，來自美國羅切斯特大學醫學中心的科學家們發現，損害小腸中的一組罕見細胞，會讓腸道細菌侵入器官並引起嚴重的炎症。這項在小鼠身上進行的研究將對炎症性腸道疾病（inflammatory bowel disease，IBD）的治療具有重要影響。

In the image, Paneth cells (red) secrete antimicrobial peptides (green) into their granules. Credit: University of Rochester Medical Center

Paneth細胞

保持我們的腸道健康需要多種腸道細胞與生活在它們周圍的細菌的合作。雖然數量很少，但一種被稱為Paneth細胞的腸道細胞在其中起著重要的作用：它們不僅能產生抗菌化合物，以抑制細菌，還能幫助形成小腸內壁。

先前有研究表明，Paneth細胞的變化或突變與炎症增加有關，包括在克羅恩病（IBD的一種）患者中。但是，科學家們並不確定，Paneth細胞是如何打開炎症損傷之門的。

自噬作用

在這項新發表的研究中，Felix Yarovinsky博士領導的團隊在一種叫做自噬的過程中找到了答案。該過程可以幫助細胞去除不需要的細胞物質或碎片。

具體來說，藉助小鼠研究，科學家們發現，如果關閉Paneth細胞的自噬作用，小腸和腸道細菌之間的屏障就會被破壞，然後，細菌侵入器官，導致嚴重的感染和炎症。

圖片來源：Cell Host & Microbe

「Paneth細胞就像是腸道的『守衛』，而自噬作用則像是Paneth細胞的『鎧甲』。當我們脫掉它們的鎧甲時，Paneth細胞就無法控制腸道細菌了，進而導致嚴重的疾病。」Yarovinsky博士解釋道。

研究意義

研究者們表示，Paneth細胞僅占腸道細胞的2%，「限制這些細胞中的自噬會導致嚴重問題」這一事實是一個意想不到的結果。

總結來說，該研究表明，Paneth細胞中正常的自噬是調節腸道細菌所必需的，可防止細菌侵入宿主組織。進一步的研究將為設計新療法提供重要的指導信息。

參考資料：

Gut bacteria: It can be good, and bad, for health

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Loss of Paneth Cell Autophagy Causes Acute Susceptibility to Toxoplasma gondii-Mediated Inflammation 文獻檢索：DOI: https://doi.org/10.1016/j.chom.2018.01.001

The protozoan parasite Toxoplasma gondii triggers severe small intestinal immunopathology characterized by IFN-γ- and intestinal microbiota-mediated inflammation, Paneth cell loss, and bacterial dysbiosis. Paneth cells are a prominent secretory epithelial cell type that resides at the base of intestinal crypts and releases antimicrobial peptides. We demonstrate that the microbiota triggers basal Paneth cell-specific autophagy via induction of IFN-γ, a known trigger of autophagy, to maintain intestinal homeostasis. Deletion of the autophagy protein Atg5 specifically in Paneth cells results in exaggerated intestinal inflammation characterized by complete destruction of the intestinal crypts resembling that seen in pan-epithelial Atg5-deficient mice. Additionally, lack of functional autophagy in Paneth cells within intestinal organoids and T. gondii-infected mice causes increased sensitivity to the proinflammatory cytokine TNF along with increased intestinal permeability, leading to exaggerated microbiota- and IFN-γ-dependent intestinal immunopathology. Thus, Atg5 expression in Paneth cells is essential for tissue protection against cytokine-mediated immunopathology during acute gastrointestinal infection.

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