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近来,清华大学的研究团队在《Nature Microbiology》上发表了一项突破性的研究,揭示了Akkermansia muciniphila(嗜黏蛋白阿克曼菌,简称Akk菌)这一通常被誉为“益生菌”的微生物,在特定条件下也可能成为肠道病原体的“帮凶”。这项研究不仅颠覆了我们对Akk菌的传统认知,还为理解肠道免疫防御机制提供了新的视角。
Akk菌以其独特的生存方式而闻名——它重要以肠道黏液层中的黏蛋白为食。尽管听起来像是在“拆家”,但实际上,Akk菌更像是一个“肠道维修工”。它不仅能刺激肠道自我修复、促进黏液分泌,还能产生丁酸等短链脂肪酸,为肠道细胞提供能量支持。此外,Akk菌还能增强肠道屏蔽功能,防止内毒素进入血液,并到场调治能量代谢和炎症反应,维持免疫系统的平衡。
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研究团队聚焦于第三型先天淋巴样细胞(ILC3s),这些细胞位于肠道黏膜中,负责调治肠道菌群、维持微生态平衡,并对抗外来入侵者。已有研究表明,ILC3s通过依赖微生物群的方式,控制啮齿类柠檬酸杆菌(Citrobacter rodentium)在肠道中的定植。然而,ILC3s如何具体调控菌群和代谢物的具体机制仍不清楚。
研究发现,在正常情况下,ILC3s通过分泌白细胞介素22(IL-22)来增加肠道上皮细胞表面的岩藻糖基化程度,形成一道光滑的屏蔽,阻止有害细菌的入侵。同时,ILC3s还能减少肠道细胞的半乳糖基化程度,从而限制Akk菌的增殖。
然而,当ILC3s缺失时,肠道上皮细胞表面的半乳糖基化程度异常升高,这为Akk菌提供了丰富的营养来源,使其大量繁殖并分泌琥珀酸。琥珀酸虽然通常有助于调治肠道菌群,但在过量时会改变肠道环境,为致病菌创造有利条件。特别是啮齿类柠檬酸杆菌,其毒力因子Tir和Ler的表达被琥珀酸上调,导致病原体更容易在肠道定植,增加了感染风险。
在ILC3s缺失的情况下,Akk菌过度增殖并分泌琥珀酸,改变了肠道微环境,间接帮助病原体提升毒性。具体来说:
琥珀酸的双重作用:适量的琥珀酸有助于维持肠道健康,但过量则会破坏肠道微生态平衡,促进病原体的生长。
病原体基因表达的变化:琥珀酸促进了啮齿类柠檬酸杆菌的毒力因子Tir和Ler的表达,使得病原体更易附着于肠道并引发感染。
这意味着,在某些特定条件下,原本有益的Akk菌可能转变为潜在的“帮凶”,加剧肠道感染的风险。
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这项研究首次明确了宿主免疫细胞(ILC3s)通过调治肠道上皮细胞的糖基化程度来维持肠道菌群平衡的重要性。当ILC3s缺失时,Akk菌的过度增殖可能导致肠道微环境失衡,间接帮助病原体提高毒性和致病性。
尽管这一发现揭示了Akk菌在特定情况下的负面作用,但它也强调了肠道免疫系统与微生物群之间复杂而微妙的关系。未来的研究需要进一步探讨如何利用这些知识来优化肠道健康管理和预防疾病。
总的来说,这项研究不仅为我们展示了Akk菌的另一面,还提醒我们在评估肠道微生物的作用时应更加全面和谨慎。通过深入理解这些机制,我们或许能够开发出更有效的战略来维护肠道健康,预防感染性疾病的发生和发展。
参考
Wang, Wenyan, et al. "ILC3s regulate the gut microbiota via host intestinal galactosylation to limit pathogen infection in mice."Nature Microbiology(2025): 1-13.
来源:https://view.inews.qq.com/k/20250413A06XLB00
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