肠道微生物与其宿主相互影响,构成复杂的生态系统。一方面,健康的肠道有能力塑造微生物群,并通过共生关系限制有害细菌在肠道定植。另一方面,肠道微生物群调节宿主局部和全身免疫功能。微生物菌群与其宿主通过相互适应和相互选择的长期进化,形成了紧密的共生关系。肠道菌群失调则可能导致各种病症,如炎症性肠病。但共生菌群与宿主互作调节肠道免疫平衡的机制仍然知之甚少。
赖仞研究员带领的团队近年来对转铁蛋白进行了较为系统的研究,发现其在凝血系统中担任重要角色并取得一系列进展(Cell Res. 2020;30:119-132;Circ Res. 2020;12:651-663;Blood. 2022;140:2063-2075)。近日,该团队与昆明医科大学缪应雷教授带领的研究团队合作,发现条件致病菌大肠杆菌或益生菌脆弱拟杆菌的内毒素(脂多糖LPS)、金黄色葡萄球菌的脂磷壁酸(LTA)以及细菌DNA通过NF-κB信号通路诱导免疫细胞(人类原代巨噬细胞)和非免疫细胞(小鼠正常胚胎肝细胞系)中转铁蛋白的表达。转铁蛋白通过阻断CD14与LPS的结合,从而抑制LPS诱导的TLR4(toll-like receptor 4)的二聚化。进一步研究发现在葡聚糖硫酸钠(DSS)结肠炎模型以及T细胞受体α链缺失(TCRα KO)结肠炎小鼠模型中,与对照组和转铁蛋白敲低的小鼠相比,转铁蛋白过表达小鼠组表现出明显的保护作用和肠道免疫平衡功能。在自发慢性腹泻(ICD)恒河猴模型中,转铁蛋白灌肠表现出对肠道失衡和结直肠炎的明显保护作用优于氢化可的松。本研究揭示了微生物毒性产物(如LPS、LTA和细菌DNA)在激活宿主免疫的同时也通过上调宿主转铁蛋白而促进肠道免疫耐受,阐明了共生菌群与宿主互作调节肠道免疫平衡的关键分子及机制,为治疗炎症性肠病等自身免疫性疾病提供了一种前景广阔的策略。
该研究成果以Transferrin is up-regulated by microbes and acts as a negative regulator of immunity to induce intestinal immunotolerance为题在线发表于Research(Science首本合作期刊),论文链接:https://spj.science.org/doi/10.34133/research.0301。赖仞研究员和昆明医科大学缪应雷教授为本文的共同通讯作者。唐小芃(现就职于青岛大学)、方鸣谦(昆明动物研究所)、程若梅(昆明动物研究所)、牛俊坤(昆明医科大学)、黄晓山博士研究生、许宽宏硕士研究生为本文共同第一作者。该项目得到了腾讯新基石研究员、国家自然科学基金、云南省、中科院等相关项目的支持。
转铁蛋白负调控PRR信号通路并促进免疫血栓形成,促进肠道免疫耐受