兩項(xiàng)小鼠模型的新研究表明腸道菌群從飲食中的色氨酸產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物能夠調(diào)控腸道和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的炎癥。

宿主與微生物之間的相互作用是為健康疾病奠定基礎(chǔ)的基本成分。維持人類(lèi)與微生物之間互利共生的一個(gè)重要因素是微生物所產(chǎn)生的獨(dú)特的代謝產(chǎn)物，既為宿主提供了營(yíng)養(yǎng)同時(shí)也參與了免疫系統(tǒng)的發(fā)育。組織微環(huán)境決定著微生物的組成，所以改變作為細(xì)菌能量來(lái)源的飲食成分，如糖、脂肪或纖維的攝取，能夠影響腸道內(nèi)微生物的種類(lèi)。相反，宿主免疫系統(tǒng)的改變，無(wú)論是遺傳變異還是同時(shí)發(fā)生的感染，也能夠影響腸道微生物。例如，TLR5基因缺陷小鼠由于缺少對(duì)鞭毛的免疫應(yīng)答，腸道內(nèi)出現(xiàn)多鞭毛細(xì)菌爆發(fā)。

色氨酸是一種必需氨基酸，通過(guò)飲食獲得。在本期的Nature Medicine中，兩篇報(bào)道表明細(xì)菌對(duì)色氨酸的異化作用產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物調(diào)控炎癥和疾病發(fā)展，不僅是在腸道中而且也會(huì)影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)。在一篇報(bào)道中，Lamas等人發(fā)現(xiàn)一種參與調(diào)往和抗真菌免疫應(yīng)答的蛋白CARD9缺陷的小鼠對(duì)腸炎易感。并且對(duì)腸炎的易感性能夠通過(guò)移植腸道菌群傳染給無(wú)菌野生型小鼠。因此宿主遺傳缺陷塑造了腸道菌群的組成，從而影響疾病發(fā)展。進(jìn)一步分析腸道菌群揭示了這種疾病促發(fā)的腸道菌群缺少能夠?qū)⑸彼岽x成AHR配體的細(xì)菌，如Lactobacillus reuteri和Allobaculum。

給小鼠補(bǔ)充Lactobacillus菌株能夠逆轉(zhuǎn)CARD9缺陷小鼠對(duì)腸炎的易感性。作者進(jìn)一步報(bào)道了這些細(xì)菌能夠?qū)⑸彼岙惢癁檫胚嵫苌?，如吲?3-乙酸和其他已知的AHR配體，促進(jìn)對(duì)腸道健康十分重要的細(xì)胞因子IL-22的產(chǎn)生。值得注意的是，給CARD9缺陷小鼠補(bǔ)充IL-22既能夠保護(hù)小鼠抵抗腸炎同時(shí)也能夠使AHR配體產(chǎn)生恢復(fù)正常，突出了腸道微生物與免疫系統(tǒng)之間雙向的相互作用。這個(gè)現(xiàn)象似乎不局限于小鼠，因?yàn)槿祟?lèi)腸炎患者糞便中的AHR配體含量也出現(xiàn)減少。

Rothhammer等人則發(fā)現(xiàn)色氨酸代謝產(chǎn)物的影響不僅僅局限于腸道，同時(shí)也能夠調(diào)控中樞神經(jīng)系統(tǒng)的炎癥反應(yīng)。實(shí)際上，給小鼠喂色氨酸缺乏的飼料，小鼠出現(xiàn)特別強(qiáng)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎癥反應(yīng)，并且這種現(xiàn)象在給小鼠喂養(yǎng)含有色氨酸的飼料后可以恢復(fù)。將食物中的色氨酸轉(zhuǎn)化為AHR配體的腸道菌群主要是對(duì)氨芐霉素敏感的細(xì)菌，因?yàn)榻o小鼠進(jìn)行氨芐霉素處理會(huì)干擾疾病的治療。值得注意的是，Lamas等人的研究中，L.reuteri同樣是氨芐霉素敏感的，并且可能是在色氨酸介導(dǎo)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎癥保護(hù)作用中關(guān)鍵的一員。

綜上，Lamas和Rothhammer等人的研究對(duì)于揭示中樞神經(jīng)系統(tǒng)和腸道炎癥疾病的機(jī)制都做出了重要貢獻(xiàn)，并且有助于發(fā)展干預(yù)治療相關(guān)疾病的新的治療策略。隨著微生物-代謝領(lǐng)域的逐漸成熟，在不遠(yuǎn)的將來(lái)我們可能會(huì)見(jiàn)證微生物及代謝產(chǎn)物在健康醫(yī)療領(lǐng)域的重大進(jìn)展。

參考文獻(xiàn)：

1. Lamas, B. et al. Nat. Med. 22, 598–605 (2016).

2. Rothhammer, V. et al. Nat. Med. 22, 586–597 (2016).返回搜狐，查看更多

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