《自然》：多亏肠道菌！不仅助消化，还能帮我们远离结肠癌

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▎药明康德内容团队编辑

难以计数的各种细菌住在我们的肠道内，它们做了很多工作来保持我们的健康，比如帮助消化食物中的营养，防止有害微生物占领肠道，还能调节免疫系统。

近日发表在顶尖学术期刊《自然》上的一项研究，发现了肠道细菌促进免疫能力的一种新方式。美国纪念斯隆-凯特琳癌症中心（Ludwig Center Research MSK）的科学家们发现，肠道细菌的两种代谢产物会促进一类免疫细胞的形成，而这类免疫细胞可以在肠道抑制慢性炎症，从而帮助我们远离结肠癌。这项发现也给未来针对肠道炎症相关的疾病开发微生物疗法提供了新的线索。

领衔这项研究的是免疫学家Alexander Rudensky博士，他长期致力于研究一类特别的免疫细胞：调节性T细胞（Treg）。这些T细胞具有抗炎作用，它们的存在可以确保免疫系统不会在杀伤入侵病原体的同时误伤健康器官，避免自身免疫疾病的产生。此外，它们还与癌症有关：Treg失效造成的慢性炎症会为癌症发生提供条件。用Rudensky教授的话说，“没有调节性T细胞，包括人类在内的所有哺乳动物都活不成。”

▲本研究的通讯作者Alexander Rudensky博士（图片来源：Ludwig Center Research MSK）

调节性T细胞的主要产地在胸腺。由于胸腺随着我们年龄增长会逐渐萎缩，生成的Treg自然也跟着减少。不过，还有一些组织——比如肠道，那里的前体T细胞受到一定的环境刺激后也会产生Treg。

那么，肠道内什么样的“环境刺激”可以促进调节性T细胞产生呢？研究团队猜测，答案很可能藏在肠道微生物的代谢产物中。“宿主与其共生微生物群落之间存在双向沟通，宿主必须了解菌群的组成，并对此做出响应。”Rudensky教授解释说，“这意味着，菌群和宿主免疫系统之间，共生菌的代谢产物很可能是一种沟通方式，因为代谢支持是共生菌向宿主提供的主要服务之一。”

▲肠道微生物产生多种代谢物“回馈”宿主（图片来源：123RF）

在这项研究中，这支团队集中研究了被称为次级胆汁酸的代谢物，由肠道细菌代谢胆汁酸而产生。

为此，他们开展了一项实验，将两种细胞放在一起培养，一种是调节性T细胞的“前身”前体T细胞，另一种是起直接帮助作用的树突状细胞。然后观察哪些次级胆汁酸分子添加到培养环境中可以促进Treg的产生。

筛选的结果让他们发现，ω-MCA和isoDCA这两种代谢物可以显著促进前体T细胞向Treg的转化。进一步研究还指出，这些胆汁酸通过作用于树突状细胞来起效。以isoDCA为例，它们可以对抗树突状细胞的胆汁酸受体，让它们进入抗炎状态，进而驱动Treg的产生。

▲在细胞共培养体系中筛选可以促进Treg产生的胆汁酸代谢物（图片来源：参考资料[1]）

理清机制后，研究人员接下来开展了一项关键的实验，来验证细胞培养中得到的结果。他们对一种常见的肠道细菌拟杆菌（Bacteroides）进行改造，使之制造isoDCA，然后把这些细菌移植到无菌小鼠的肠道。一段时间后，相比那些移植了未改造的同类型细菌，通过肠道细菌补充了isoDCA的小鼠，肠道内果然产生了更多的免疫细胞Treg。

基于这一发现，研究人员设想，未来可以基于调节肠道微生物来改善肠道健康，从而避免消炎药带来的不良反应。“一种方法是，开发一类由特定微生物组成的新型药物，利用它们来减轻炎症，促进结肠健康，降低人们患结肠癌的风险。”Rudensky教授说道。

题图来源：123RF

参考资料：

[1] Clarissa Campbell et al., (2020) Bacterial metabolism of bile acids promotes generation of peripheral regulatory T cells. Nature. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2193-0

[2] Bile metabolite of gut microbes boosts immune cells. Retrieved Apr. 21, 2020, from https://www.sciencedaily.com/releases/2020/04/200415152915.htm

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