一種特定蛋白能精準識菌 助腸道免疫維持穩態
來源:科技日報
科技日報訊 (侯樹文 記者王春)如何在茫茫菌海中精準識別特定細菌,並誘導其釋放特定分子以激活機體免疫應答?記者6月13日從中國科學院上海營養與健康研究所獲悉,該所研究員錢友存研究組聯合中國科學院分子細胞科學卓越創新中心研究員宋昕陽研究組,發現了APOL9蛋白與腸道內擬桿菌目微生物特異性結合的分子機制。APOL9蛋白如同一位訓練有素的“細菌外交官”,與特定細菌建立精細化合作,助力維持腸道免疫穩態。相關研究成果日前發表在國際期刊《自然》上。
作爲宿主與微生物接觸的首道屏障,腸道上皮細胞不僅構成物理阻隔,還通過分泌多種功能蛋白來調節菌羣結構和功能。然而,這些分泌蛋白如何精確識別特定菌屬,以及通過共生菌塑造宿主免疫環境的分子機制,一直是科研領域的研究難點。錢友存介紹,與傳統抗菌蛋白不同,APOL9蛋白並不殺死目標細菌,而是誘導其釋放外膜囊泡(OMVs)。這些納米級囊泡滿載細菌分子,可被宿主免疫系統捕獲,並用於增強免疫防禦。具體來說,OMVs能激活幹擾素-γ信號通路,並提升腸道細胞表面MHC-Ⅱ分子的表達,從而訓練出一類特殊的CD4+CD8αα+T細胞,維持腸道免疫穩態。
爲驗證APOL9蛋白的生理功能,研究團隊構建了APOL9蛋白基因敲除小鼠,並使其感染腸道病原菌沙門氏菌。實驗中,這些小鼠出現細菌擴散失控的情況,死亡率也顯著增加。而當爲這些小鼠補充OMVs後,感染症狀顯著改善,免疫應答明顯增強。
這項突破性研究首次闡明,宿主蛋白可通過識別細菌脂質標誌物,觸發有益的免疫反應。同時,研究還揭示了一種宿主主動塑造菌羣的新範式——宿主並非被動容忍微生物,而是可以通過主動的分子“對話”實現腸道微生態的動態平衡。這一發現爲開發“菌羣—免疫”協同調控的下一代療法開闢了新路徑。