通过将自身包裹在抗体中,该细菌可以成为肠道的稳定,有益的部分

通过将自身包裹在抗体中,该细菌可以成为肠道的稳定,有益的部分

在抗体的帮助下,这些细菌靠近肠道内壁的“手指”。

G. Donaldson Science vol 360,(2018)
通过将自身包裹在抗体中,该细菌可以成为肠道的稳定,有益的部分

抗体是人体对微生物病原体最有效的防御之一。 但是这些免疫系统蛋白中的至少一种有助于一种看似无害的细菌使自己成为人类肠道中的持久家园。 这种细菌似乎诱导免疫球蛋白A(IgA),它是哺乳动物产生的最丰富的抗体之一,覆盖其表面,帮助它粘附在肠道的粘液衬里上,成为微生物群的一个稳定部分,微生物栖息的星座我们的直觉。 这项发现,在无菌小鼠中,有朝一日可以帮助研究人员尝试通过向人体添加微生物来治疗各种疾病。

细菌和免疫系统之间的“对话”“可能会影响许多生理系统的功能,”日本RIKEN横滨研究所的免疫学家Sidonia Fagarasan说,他在2002年首次提出IgA可能对某些细菌有帮助,而不是消除它们。

IgA是在50年前发现的。 人类每天产生3至5克这种抗体,约占身体抗体产量的75%。 IgA在母乳中也很丰富,可能是为了抵御感染。 但在注意到IgA水平低的小鼠具有异常的微生物组后,Fagarasan提出IgA也在 。 但到目前为止,还没有人能够确定如何。

在帕萨迪纳的加州理工学院,微生物学家Sarkis Mazmanian和他的研究生Gregory Donaldson一直试图了解肠道细菌Bacteroides fragilis的菌株如何帮助减轻结肠炎,多发性硬化症甚至自闭症的症状 -可以在不断变化的肠道环境中坚持多年。

利用免疫学,微生物学,遗传学和成像技术的组合来探索细菌在肠道中的稳定存在,唐纳森发现IgA是至关重要的。 他和他的同事们发现细菌在细胞表面涂上了大量结合IgA的糖。 IgA通常将病原体作为一种解除它们的方法并促进它们的清除,但在这种情况下,IgA使微生物沿着肠道内层聚集在一起并穿透保护性粘液层,使它们能够舒适地直至肠道细胞。 他和他的同事今天在“ 科学”杂志网上报道说,如果没有IgA,这些微生物就 。 “这不是我们所期望的,”唐纳森说。 “来自免疫系统的同一分子可能对不同的[细菌]物种产生不同的影响。”

关于IgA作用的最有说服力的实验涉及在无菌环境中饲养的小鼠,其中一些已被基因工程改造为不能产生IgA。 研究小组报告说,当加入产生IgA的小鼠时, 脆弱拟杆菌能够在肠道内持续存在,但从未在IgA缺陷小鼠的肠道中建立。

额外的细菌可能依靠IgA来定殖肠道; 唐纳森指出,当研究人员将所有小鼠肠道微生物群的居民添加到无菌IgA缺陷小鼠中时,其他一些微生物也未能建立起来。 “这显示了我们与微生物组的密切关系,”Mazmanian说。 这项工作“真正开始揭开共生的基础。”

Fagarasan补充说:“这项工作显然支持了这样一种观点,即IgA的进化选择不仅是为了防止入侵的病原体,更可能是为了帮助肠道菌群。”

纽约州卫生部奥尔巴尼沃兹沃思中心的粘膜免疫学家Nicholas Mantis同意这项研究表明抗体可作为支架,使细菌更好地粘附于粘液。 但他不确定这种细菌是否已制定出任何特定的策略来确保IgA附着于其表面。

Mantis说,即便如此,鉴于临床医生正在研究重新引入肠道微生物肠道微生物群不受重击的许多情况,使用抗体可以帮助建立有益的细菌菌落。 这可能导致许多长期临床应用。