揭秘腸道微生物的神奇力量:讓免疫力更強、肌肉恢復更快
哈佛醫(yī)學院的研究人員對多功能的人體免疫系統(tǒng)有了驚人的發(fā)現:一種在腸道中產生的調節(jié)性T細胞在修復受傷的肌肉和受損的肝臟方面發(fā)揮著重要作用;而腸道微生物促進了調節(jié)性T細胞的產生,之后調節(jié)性T細胞在身體里四處巡邏,對受傷部位的求救信號做出反應,充當修復損傷的使者。這項研究最近發(fā)表在Immunity雜志上。

調節(jié)性T細胞是控制局部炎癥和調節(jié)各種器官的特異性免疫的特化細胞。在結腸中發(fā)現的調節(jié)性T細胞通過保護身體免受食物過敏原、自身免疫性疾病和結腸癌的侵害,在維持腸道健康方面發(fā)揮著至關重要的作用。研究人員知道,腸道微生物通過控制調節(jié)性T細胞的產生來調節(jié)腸道免疫力。然而,卻很少有證據表明腸道調節(jié)性T細胞可以影響腸道以外的組織和過程。
在對不同器官的免疫細胞進行常規(guī)分類時,研究人員發(fā)現腸道調節(jié)性T細胞與肌肉細胞混合在一起。這些結腸調節(jié)性T細胞很少在小腸和大腸之外被發(fā)現,這讓研究人員感到困惑:為什么腸道免疫細胞會出現在肌肉中?
為了回答這個問題,研究人員首先需要確定在肌肉組織中發(fā)現的調節(jié)性T細胞的真實身份。他們分析了細胞的分子特征,以確認它們是結腸樣調節(jié)性T細胞。然后,研究團隊用光標記了這些調節(jié)性T細胞,并在它們在小鼠體內移動時對其進行跟蹤。他們發(fā)現標記的細胞離開腸道,遷移到身體的其它部位,并與腸道中的調節(jié)性T細胞共享相同的抗原表面受體。
然后,研究人員調查了這些細胞是否在肌肉再生中發(fā)揮了作用。實驗顯示,經過基因改造而缺乏結腸調節(jié)性T細胞的小鼠肌肉恢復速度較慢,并且會形成肌肉疤痕。當研究人員給小鼠喂食抗生素以耗盡它們有益的腸道細菌后,這些小鼠更難從肌肉損傷中恢復過來。但是,當它們的腸道微生物群恢復時,它們的愈合能力也隨之恢復。

進一步的實驗表明,結腸調節(jié)性T細胞通過抑制白介素17來幫助肌肉愈合。白介素17是一種促炎細胞因子,在肌肉損傷時參與誘導促炎反應,吸引免疫細胞和其它細胞來到損傷部位,清除損壞的細胞和組織,并開始修復和重建受損區(qū)域。 但是,過量的白介素17會使造成過度炎癥反應,破壞正常組織結構和功能,阻礙肌肉的愈合。
研究人員還調查了其它器官(包括肝臟、腎臟和脾臟)中腸道調節(jié)性T細胞的存在,發(fā)現其水平低于受傷肌肉中的水平。然而,與肝臟健康的小鼠相比,脂肪肝小鼠的結腸調節(jié)性T細胞水平明顯更高?;加兄靖魏腿狈δc道調節(jié)性T細胞的小鼠結果更差,肝臟瘢痕形成更嚴重,證實了腸道調節(jié)性T細胞在減少脂肪肝疾病炎癥和瘢痕形成方面的保護作用。
這項研究揭示了腸道微生物與免疫系統(tǒng)之間重要的相互作用。研究結果強調了維持健康腸道微生物群的重要性,并提出了關于肌肉骨骼損傷患者使用抗生素治療時機的問題,因為抗生素會破壞腸道微生物群并阻礙愈合反應。

這些發(fā)現還可以為使用有益微生物促進受傷骨骼肌或脂肪肝愈合的新療法的設計提供信息。此外,腸道免疫細胞可能也在修復全身各種其它器官的損傷中發(fā)揮作用,這是研究人員計劃在未來研究中探索的途徑。
研究人員提醒說,這些發(fā)現是基于小鼠的實驗,還需要在更大的動物和人類身上進行復制。
參考文獻:
Hanna B S, Wang G, Galván-Pe?a S, et al. The gut microbiota promotes distal tissue regeneration via RORγ+ regulatory T cell emissaries[J]. Immunity, 2023.