Nature：新研讨提醒人如其食背地的机密!饮食通过肠道细菌影响宿主免疫体系

2021年11月22日讯/BIOON/---几百年来，“人如其食（you are what you eat）”这一老生常谈始终被用来阐明饮食与安康之间的分割。如今，在一项新的研讨中，来自美国哈佛医学院、布莱根妇女病院、韩国首尔国立年夜学和澳年夜利亚莫纳什年夜学的研讨职员找到了这一律念的分子证据，证实了饮食若何通过肠道微生物组终极影响免疫力。相关研讨成果于2021年11月10日在线颁发在Nature期刊上，论文题目为“Host immunomodulatory lipids created by symbionts from dietary amino acids”。

这项在小鼠身长进行的研讨显示，这些植物食用的器械会启动一种特定肠道微生物的代谢副产品的开释，而这种副产品反过去又会调理它们的肠道免疫力。这些发现为饮食、肠道微生物群和免疫功效之间简单的互相作用提供了同一的解释。

他们的试验确定了一种微生物分子，它的合成和开释遭到宿主饮食的影响。该分子反过去又刺激称为自然杀伤性T细胞（NK T细胞）的免疫细胞亚群的激活和旌旗灯号通报，此中NK T细胞参加免疫调理并与一系列炎症性疾病无关。

论文独特通信作者、哈佛医学院布拉瓦尼克研讨所传授Dennis Kasper说，尽管迷信家们恒久以来始终猜想饮食在免疫安康中发扬着作用，然则这项新研讨说明了这种互相作用背地的准确分子级联反馈。

Kasper说，“咱们展现了饮食若何通过肠道中的一种微生物序言影响免疫体系，这是一个真正惹人瞩目的例子，阐明饮食-微生物-免疫三者之间在起作用。这项研讨真正做的是提供了一个从头至尾的逐渐路径，解释了这三者若何以及为何发扬作用，以及饮食若何终极影响免疫体系。”

这些作者表现，要是在更年夜的植物身上获得证明，并终极在人类身上获得证明，这些发现能够有助于为设计进步肠道免疫力和整体免疫力的小分子疗法提供信息。

论文独特通信作者兼论文独特第一作者、布莱根妇女病院试验医治与再贯注毁伤中间首席研讨员、Kasper试验室前博士后研讨员Sungwhan Oh说，“肠道驻留的微生物发生的分子具备微小的构造多样性。咱们的发现发生了对于肠道微生物组、饮食和免疫功效的诱人见解，并提供了对于咱们外部街坊制作的分子若何用于设计新疗法的乏味线索。”

在一系列的试验中，Kasper及其团队确定了由小鼠肠道中膳食氨基酸的代谢分化所引发的免疫旌旗灯号级联反馈。这条多步调的路径始于植物摄入含有支链氨基酸的食品。支链氨基酸随后被驻留在肠道中的微生物软弱拟杆菌（Bacteroides fragilis）排汇，并被一种特定的酶转化为也有支链的糖脂分子（下称支链糖脂分子）。软弱杆菌接着开释出这类支链糖脂分子，它们被一类称为抗原呈递细胞的免疫旌旗灯号传导细胞发现并捕捉，这反过去又诱导NK T细胞通过上调炎症节制基因和免疫调理性化学物来行使它们的免疫调理反馈。

值得注意的是，这些试验标明是这类支链糖脂分子的支链启动了这一级联反馈。这类支链糖脂分子的直链版本（也便是不含有支链的糖脂分子）并没有发生异样的后果。此外，Kasper团队发现，软弱拟杆菌改动了它所代谢的这些糖脂分子的构造，使它们更有才能与特定免疫细胞外表上的受体联合，并启动一个旌旗灯号级联反馈，终极到达下降炎症的目标。

这项新的研讨还标明，小鼠摄入的三种分歧的支链氨基酸中的每一种都邑对这些糖脂分子发生稍微分歧的构造变动，从而招致与免疫细胞的分歧联合形式。

论文独特通信作者、首尔国立年夜学化学传授Seung Bum Park合成了23种分歧构造的微生物免疫调理分子，Kasper团队对其进行了测试，以确定每种分子若何与调理炎症的免疫细胞互相作用。

Kasper团队的试验显示，合成的、试验室制作的支链糖脂分子诱导NK T细胞开释免疫旌旗灯号化学物IL-2，而试验室制作的这些支链糖脂分子的直链版本则没有发生异样的后果。如许一来，NK T细胞被激活，这反过去诱导了调理免疫力的基因的表白，而不是驱动炎症的基因的表白。

论文独特通信作者、莫纳什年夜学生物医学发现研讨所生归天学与分子生物学传授Jamie Rossjohn应用构造生物学办法说明了这种支链糖脂分子构造若何与抗原呈递细胞---激活NK T细胞以发生抗炎化学物的免疫细胞---打仗并联合。

在末了一步，这些作者用这类支链糖脂分子医治患有溃疡性结肠炎的小鼠。承受这类支链糖脂分子医治的小鼠比未承受医治的小鼠环境好得多。它们不仅体重添加，并且当这些作者在显微镜下查看它们的肠道细胞时，他们察看到它们的肠道细胞具备最小的结肠炎症迹象。

综上所述，这些试验为曩昔察看到的由肠道微生物软弱拟杆菌发生的这一类支链糖脂分子的抗炎作用提供告终构和分子上的解释。

Rossjohn说，“这项新的研讨提供了一个基于发现的跨学科研讨的极佳例子，旨在答复生物医学迷信中的一个次要成绩，即免疫体系若何被饮食和肠道微生物群之间的互相作用所调控。”