主要观点总结
文章介绍了肠道微生物群与呼吸系统健康之间的紧密联系,特别是Tritrichomonas musculis (T.mu) 这种肠道共生原生动物如何通过激活肠道免疫细胞,影响肺部免疫环境。研究表明,T.mu的存在既可能加剧哮喘等过敏性疾病,又增强宿主对结核分枝杆菌感染的防御能力。文章还详细描述了T.mu如何激活II型先天淋巴细胞(ILC2)的跨器官迁移,通过调节免疫网络来塑造肺部环境。
关键观点总结
关键观点1: 肠道微生物群与呼吸系统健康之间的紧密联系。
近年来研究发现,肠道微生物群不仅影响消化和吸收,还通过复杂的“肠-器官轴”与身体的其他远处器官进行“对话”,影响包括肺部在内的多个器官的健康。
关键观点2: Tritrichomonas musculis (T.mu) 对肺部免疫环境的影响。
T.mu是一种肠道共生原生动物,能够通过激活肠道免疫细胞,尤其是II型先天淋巴细胞(ILC2),影响其迁移到肺部,并改变肺部的免疫环境。这种迁移加剧了哮喘等过敏性疾病,同时增强了宿主对结核分枝杆菌的防御能力。
关键观点3: II型先天淋巴细胞的跨器官迁移和免疫调控。
T.mu通过一系列信号通路激活的炎性ILC2(iILC2),在到达肺部后,与T细胞和B细胞形成免疫网络,通过释放IL-5和IL-13等细胞因子,塑造肺部免疫环境。
关键观点4: T.mu对哮喘和结核的双重影响。
T.mu的存在展现出对哮喘和结核的“一体两面”的特性:在哮喘模型中加剧炎症反应,而在结核感染背景下增强宿主防御能力。这种双重作用揭示了免疫系统调控的复杂性。
关键观点5: 肠道微生物群在疾病诊断与治疗中的应用潜力。
通过对肠道微生物群的深入研究,尤其是原生动物的作用,科学家有望发现与哮喘等呼吸道疾病相关的微生物标志物,为疾病的精准诊断和治疗提供新的策略。
正文
Tritrichomonas musculis 定植诱导全身性嗜酸性粒细胞增多
(Credit:
Cell
)
实验设计研究人员对C57BL/6小鼠进行了实验,分为两组:一组未接受处理,另一组通过口服灌胃给予 2 × 10⁶ 个纯化的 T.mu。3周后对小鼠的多种组织进行了免疫学和组织学分析。
(A–C) 流式细胞术分析 显示,与对照组相比,T.mu 定植小鼠的结肠、血液和骨髓(BM)中 CD11b+ SiglecF+ 嗜酸性粒细胞的比例显著增加,表明全身性的嗜酸性粒细胞增多。
(D) 骨髓中表达 CCR3 和整合素 α4β7 的嗜酸性粒细胞频率显著上升,这些受体与嗜酸性粒细胞的黏附和迁移密切相关。
(E) 肺部嗜酸性粒细胞的比例显著升高,而其他主要免疫细胞种类的频率无显著变化。
(F) 定植小鼠的肺部免疫细胞总量分析进一步证实了嗜酸性粒细胞的显著积累。
(G) 肺组织中 Il4、Il5 和 Il13 的mRNA表达显著增加,这些基因与 II 型免疫反应密切相关。
(H) 与此相对,Tslp、Il25 和 Il33 的表达水平无显著变化,说明嗜酸性粒细胞积累的机制可能主要依赖于 Il5 和 Il13。
(I) 体外培养的肺组织培养液显示 IL-5 和 IL-13 的浓度显著升高。
(J) H&E 染色的肺组织切片中可观察到血管周围显著的嗜酸性粒细胞积聚,但未见明显的炎症、杯状细胞增生或纤维化。
(K) 病理评分量化分析显示定植小鼠的肺部病理变化显著。
(L) 免疫荧光成像 显示肺部血管周围有大量的嗜酸性粒细胞积累,进一步证实其定植效应。
免疫系统中的 II 型先天淋巴细胞(ILC2)长期以来被认为是“驻地守卫”,其主要任务是在肠道等局部组织中维持免疫平衡。然而,Tritrichomonas musculis (T.mu) 的存在打破了这种传统认知,它通过一系列精妙的信号通路,驱动 ILC2 跨越肠道边界,远征至肺部,从而开启了免疫调控的新篇章。
研究发现,T.mu 的关键作用在于激活肠道内的炎性 ILC2(iILC2)。这种激活依赖于肠道杯状细胞(tuft cell)释放的白介素-25(IL-25),IL-25 刺激 iILC2 分泌大量的白介素-5(IL-5)和白介素-13(IL-13),不仅增强了肠道局部的免疫防御,还促使这些免疫细胞通过淋巴管进入血液循环。在这一过程中,T.mu 借助鞘氨醇-1-磷酸(S1P)和其受体 S1PR4 的信号通路,为 iILC2 的迁移提供了“导航系统”。研究数据显示,T.mu 的存在显著提高了血液和淋巴液中 S1P 的浓度,而这种信号分子是 iILC2 离开肠道的关键。
抵达肺部后,这些来自肠道的 iILC2 不仅保留了其炎性特性,还在肺部免疫网络中扮演了核心角色。它们通过释放 IL-5 和 IL-13,显著增加了肺部嗜酸性粒细胞的数量,这些细胞是哮喘等过敏性疾病的主要参与者。同时,iILC2 还与 T 细胞和 B 细胞形成了一个复杂的免疫协作网络,共同塑造肺部免疫环境。令人惊讶的是,这种跨器官迁移的免疫调控既可能加重过敏性炎症,又能增强对结核分枝杆菌的抵御能力。
T.mu 激活和引导 ILC2 的机制展现了肠道微生物对远距离器官调控的惊人潜力。这种“肠-肺轴”免疫调控方式不仅揭示了肠道微生态的复杂性,也为理解呼吸道疾病的免疫基础提供了全新视角。
免疫系统的复杂性在于其精确的细胞协作,而在 T.mu 引导的免疫调控中,肺部免疫环境的塑造则是一个令人惊叹的三方协作过程。这一过程由 II 型先天淋巴细胞(ILC2)、T 细胞和 B 细胞共同完成,它们通过信号互作,创造了一个有利于嗜酸性粒细胞(eosinophils)积累的独特环境。
当 T.mu 激活的炎性 ILC2(iILC2)抵达肺部后,它们与局部的 T 细胞和 B 细胞紧密协作,形成了一个免疫调控的“工作组”。研究发现,ILC2 是这一网络的核心调控者,它们通过表达诱导性 T 细胞共刺激分子(ICOS)和 OX40 配体(OX40L),与 T 细胞和 B 细胞形成直接的物理和功能性联系。ICOS 与其配体 ICOSL 的相互作用尤为重要,实验数据显示,B 细胞是肺部 ICOSL 的主要来源,占比高达 90%。这一信号通路的活化直接调节了 ILC2 的存活与功能。