近年來,隨著微生物組學研究的深入,腸道菌群與宿主免疫系統的相互作用機制已成為免疫學和微生物學領域的重要研究方向。腸道作為人體最大的免疫器官之一,其屏障功能的完整性對于維持免疫穩態至關重要。腸道屏障損傷可導致微生物易位,引發系統性炎癥,但其對遠端免疫器官的長期影響尚不明確。訓練免疫(TI)使先天免疫細胞對二次感染產生增強反應,但菌群易位是否通過特定受體誘導骨髓TI仍待闡明。
2025年1月,免疫頂刊Immunity發表題為Microbiota translocation following intestinal barrier disruption promotes Mincle-mediated training of myeloid progenitors in the bone marrow的研究論文,作者通過多組學和基因編輯技術,系統解析了Mincle介導的訓練免疫在抗感染和炎癥疾病中的雙重作用。
驗證腸道菌群易位:首先作者通過DSS處理破壞小鼠腸道屏障后,發現屎腸球菌能夠從腸道轉移到骨髓,并誘導骨髓髓系祖細胞(BMPs)產生訓練免疫,表現為巨噬細胞在二次刺激時炎癥因子(TNF、IL-6)分泌增強。16S rRNA測序和細菌培養證實屎腸球菌能夠從腸道轉移到骨髓,且熱滅活菌(HK-EF)體外處理可誘導訓練免疫。這表明腸道菌群的變化可以影響骨髓中的免疫細胞,進而影響全身的免疫狀態。
圖1.腸道菌群易位誘導骨髓髓系祖細胞的訓練免疫
探究訓練免疫的機制:接著,作者進一步探討了C型凝集素受體Mincle(Clec4e)在屎腸球菌誘導的訓練免疫中的關鍵作用。Mincle能夠感知屎腸球菌,并通過激活Syk-mTOR信號通路,驅動骨髓祖細胞的表觀遺傳重編程(如H3K4me3修飾增加)。實驗顯示,Mincle敲除小鼠的BMDMs訓練免疫反應消失,且Mincle-hFc融合蛋白直接結合HK-EF,證實其配體特異性。這一發現不僅闡明Mincle在訓練免疫中的新功能,還為免疫治療提供了潛在的靶點。
圖2.熱滅活的屎腸球菌(HK-EF)在骨髓來源的巨噬細胞(BMDMs)中觸發依賴于Mincle的訓練免疫
評估訓練免疫的保護性和有害性:最后,作者通過實驗發現Mincle介導的訓練免疫具有雙重作用:一方面增強抗感染能力,另一方面加劇炎癥性疾病(如DSS結腸炎)。在Mincle^-/-小鼠中,DSS誘導的結腸炎癥狀顯著減輕,然而,BMPs的訓練免疫減弱,導致對C.albicans和流感病毒的抗感染能力降低。這一結果揭示了訓練免疫的雙重作用,提示針對不同疾病需精準調控該機制,例如在感染中增強Mincle信號,而在慢性炎癥中抑制其過度激活。
圖3.熱滅活的屎腸球菌(HK-EF)在體內誘導依賴于Mincle的訓練免疫,這種免疫具有抗感染保護作用
圖4.Mincle缺陷阻止訓練免疫并減輕與DSS誘導的腸道屏障破壞相關的病理變化
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