Nature:面对肠道如此多的“外来人口”,免疫系统是如何应对的?
中国生物技术网 · 2020/11/02
肠道免疫系统非常聪明,它们可以精准调控,只产生针对特定微生物群的抗体。

本文转载自“中国生物技术网”

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对于一个城市来说,无论是“南漂”还是“北漂”,当人口数量过多时,就会带来诸如环境污染、资源匮乏等负面影响。因此,超级大城市也一直在控制着人口规模。

对于细菌来说,肠道就是它们广阔无比的超级大城市,除了已知数百种常驻“居民”外,还有那些搭我们吞下食物的便车抵达的“南漂”细菌。

长期以来,一种观点认为,肠道免疫系统在面对如此多的外来刺激时,会采取一种简单粗暴的方式来控制菌群数量,以保护自己免受入侵者的伤害:它们会大量产生非特异性抗体,无偏见地对待整个肠道菌群。

但近日,发表在《Nature》上的一项新研究中,来自美国洛克菲勒大学的研究团队表明,肠道免疫系统非常聪明,它们可以精准调控,只产生针对特定微生物群的抗体

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研究通讯作者、洛克菲勒大学免疫学家、淋巴细胞动力学实验室主任Gabriel D. Victora说:“以前的观点认为,肠道免疫系统就像是一种广谱抗生素,控制着所有的细菌和病原体。但我们的研究结果显示,这种靶向性可能具有更多的特异性。”

这项新研究表明,我们的免疫系统可能在塑造与健康和疾病密切相关的微生物组组成方面发挥着积极作用。

当遇到病原体时,免疫系统的B细胞会进入称为生发中心的地方,这里是B细胞进化产生对各种抗原具有高度亲和力抗体的结构,通常在淋巴样器官中因感染或免疫而短暂形成。B细胞经过在生发中心的“训练”后,可以高效地识别其目标。这种被称为“赢家克隆”的B细胞通过复制产生大量细胞,从而产生强大的抗体。

在这项研究中,该团队研究了这些B细胞如何与肠道内的大杂烩细菌相互作用,因为其潜在的靶标实在是太多了。

通过结合多色细胞命运图和单个细胞免疫球蛋白基因的测序,研究人员发现5-10%的无特定病原体小鼠的肠道相关生发中心在稳态下含有高度优势的“赢家”B细胞克隆,尽管生发中心的B细胞在快速转换。与其未突变的前体相比,从这些克隆中获得的单克隆抗体与肠道共生细菌的结合力增强,而且,这与抗原驱动的选择一致。

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因此,该研究结论是:即使在肠道中,数百万种微生物大军挥舞着它们数以千计的不同抗原以争夺免疫系统的资源,生发中心依然能选择特定的且目标一致的赢家。

Victora说:“我们正继续研究‘赢家’细胞,并把生发中心的进化视作一个涉及许多不同物种的生态问题,因为我们试图找出在这些复杂环境中潜在的基本规则。这开创了一个全新的研究领域。”

参考资料:

[1].Tunable dynamics of B cell selection in gut germinal centres

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