科学家检测有益细菌的隐藏信号
3D成像技术揭示了友好的细菌是如何与宿主沟通并在肠道中定居的。
这项研究最近发表在科学这可能有助于揭示肠道中的有益细菌是如何增强宿主的免疫系统的。
为什么重要
人体肠道有细菌，一些有害和一些有益的人。虽然众所周知，肠道的免疫系统如何对引起疾病的细菌反应的众所周知，但是众所周知的是它如何与友好的细菌相互作用。
更多有关这些互动的更多信息可能导致促进胃肠道健康的新策略，并治疗与肠道微生物组有关的糖尿病和心脏病等其他条件。
背景
分段丝状细菌通常在小鼠和许多其他动物的Gi菌群中发现，在那里它们影响有助于维持和保护肠道衬里的免疫细胞的活性。
在过去的50年里，2D电子显微镜显示，这种细菌以一种看起来像爪钩的结构附着在肠道内壁的细胞上。
“但这些细菌是如何与免疫细胞通信的，这一直是个谜，因为它们位于肠道内壁的相反一侧，从不直接接触，”该研究的联合负责人，Ivaylo I. Ivanov博士哥伦比亚大学哥伦比亚大学医师和外科医院微生物学与免疫学助理教授。
研究发现
为了更好地观察，伊万诺夫和他的同事与加州理工学院的一个小组合作，使用了一种不同的成像技术，电子断层扫描，获得了老鼠肠道组织的3D图像。
3D图像显示，一旦细菌附着在肠道内壁的细胞上，细胞就会从细菌中吞下某些蛋白质，并将它们捆绑在小袋子里。这些麻袋通过细胞被运送到肠内壁的组织侧，在那里它们激活Th17免疫细胞。
Ivanov将这一过程命名为MATE，意为微生物粘附触发内吞作用。
它意味着什么
“有趣的是，对丝状细菌的反应不像对病原体的免疫应答，这触发炎症和组织损伤，”Ivanov说。“改变免疫反应，帮助主体将其免疫系统置于警报上，这提高了宿主对可能出现的任何病原体的响应的能力。”
那么细菌的优势呢?
伊万诺夫说:“我们的最佳猜测是，MATE有助于清除肠道中的其他微生物，这些微生物可能对丝状细菌有害，或者可能与丝状细菌争夺肠道内的生态位。”它还可以控制丝状细菌本身。我们和其他人发现，丝状细菌在没有Th17细胞的老鼠体内无法控制地繁殖。细菌不想压倒宿主。他们希望生活在平衡中。”
伊万诺夫说，尽管在人类中还没有发现分段丝状细菌，“我们确实知道，在人类体内还有其他肠道细菌，可能通过类似的交流方式，从Th17细胞中诱导出相同类型的反应。”“我们现在正在调查。”
参考
这项研究是由帕梅拉·j·比约克曼博士是，加州理工学院的David Baltimore生物学教授，免疫系统如何识别病毒和电子断层扫描的专家。
这项研究题为“肠道上皮细胞共生抗原的内吞作用调节粘膜T细胞稳态”，发表在3月8日的《科学》杂志上。
其他贡献者是Mark S. Ladinsky（加利福尼亚州理工学院，帕萨迪纳，加利福尼亚州），Leandro P. Araujo（哥伦比亚），小张（Rutgers University，Newark，NJ），John Veltri（Rutgers University），MartaGalan-Diez（哥伦比亚），萨利玛·苏拉利（哥伦比亚），卡罗琳·李（哥伦比亚），Koichiro Irie（哥伦比亚和冈山大学医学，牙科和制药科学，冈山，日本），Elisha Y. Pinker（哥伦比亚），Seiko Narushima（Riken Center对于综合医学科学，日本，日本，Shanagawa Bandyopadhyay（Rutgers University），Manabu Nagayama（Riken Centurent of Integation Meactical Scients和Jichi Medical University，Tochigi，Japany），Wael Elhenawy（麦克马斯特大学，汉密尔顿，安大略省，加拿大），BrianK. Coombes（麦克马斯特大学）罗纳尔多P.法拉利斯（Rutgers University），肯尼亚本田（综合医学科学和Keio大学医学院，东京，日本），Iliyan D. Iliev（纽约威尔康奈尔医学，ny），naN高（Rutgers University）和Pamela J. Bjorkman（加州理工学院）。
这项研究得到了美国国立卫生研究院(一下R21 AI126305，R01 DK098378，P50 GM082545，R01 DK102934,R01 AT010243)、国家科学基金会、医学创新高级研究与发展计划(日本)、武田科学基金会(日本)和加拿大健康研究所，以及美国癌症协会研究学者奖、哥伦比亚大学谢弗研究奖和皮尤慈善信托创新基金奖。
Kenya Honda是Vedanta Biosciences的科学咨询委员会成员。另一位作者声明没有潜在的利益冲突。