《Immunity》:維持腸道穩態,T細胞的一種表達蛋白功不可沒

免疫系統幫助人類免受大量致病微生物和毒素侵害。我們的免疫系統包括先天性(非特異性)和適應性(獲得性)免疫。先天性免疫細胞識別出病原體後,適應性免疫系統就被調動起來參與戰鬥。

人體有兩種適應性免疫反應:B細胞製造的抗體介導的體液免疫以及T細胞介導的細胞免疫。已知腸道黏膜免疫系統異常導致的炎症反應影響炎症性腸病(inflammatory bowel diseases,IBDs)發病,但是目前為止,IBDs的病因和發病機制還尚未完全明確。

細胞免疫中有一類CD4+ T細胞,它們能調節/抑制免疫反應,可通過幾種不同的機制起效。「幼稚」CD4 T細胞能分化出幾個效應T細胞(Teff cells)譜系(包括Th1和Th17)中的一種。無病狀態下,Teff細胞可被腸道菌群嚴密監管,當Th1和Th17過度積累時,腸道菌群和宿主細胞的平衡關係被打亂了,IBDs也隨之而來。IBDs累及小腸(迴腸)和結腸,輕則腹瀉、腹痛,重則危及生命。

Teff細胞與腸道菌群的共生互動機制已有研究深入闡明,但是Teff細胞和腸道細菌代謝產物的互動鮮有報道。日本大阪大學研究團隊在《Immunity》發文填補了這一知識空白,為治療IBDs提供了有價值的線索。

研究人員的關注點是一種類似去垢劑的腸道代謝產物「膽汁酸(bile acid)」。膽汁酸是肝臟膽固醇分解代謝產物,通過膽管進入小腸。有報道曾指出,在肝臟和上皮細胞,膽汁酸能干擾正常細胞膜結構,從而誘導氧化應激。

「我們在小鼠模型中觀察到,當存在膽汁酸時,小腸末端(迴腸)的Teff細胞通過上調Mdr1蛋白進行維穩,」文章作者Hisako Kayama說。「需要注意的是,缺乏Mdr1蛋白會導致黏膜機能障礙和克羅恩病(Crohn"s disease,CD)樣迴腸炎。」

Mdr1是腸細胞廣泛表達的重要蛋白,它能把外源物質(如毒素或藥物)泵出細胞,當細胞暴露於膽汁酸時,Mdr1能幫助Teff細胞限制氧化應激,抑制炎性細胞因子表達。

研究團隊指出,抑制迴腸膽汁酸重吸收,能修復轉基因小鼠(Teff細胞缺乏Mdr1)的黏膜機能障礙,證明IBD發病與Teff細胞失調有關。

「把克羅恩病患者樣本暴露於膽汁酸中,我們檢測到了明顯的Mdr1功能缺陷,」Kayama說。「我們還需要進行較大規模的IBD患者檢驗,以確定mdr1功能喪失是否與迴腸CD的臨床病程存在聯繫。這些知識可能會引領一些非傳統的膽汁酸導向的臨床療法。」

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