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． 2014年9月18日,41(3):478 - 492。
doi: 10.1016 / j.immuni.2014.08.009。 2014年9月11日。

tlr5介导的肠道菌群感知对于季节性流感疫苗的抗体应答是必要的

杰森Z哦1， Rajesh文德兰花1， Benoit Chassaing2， 弗雷德里克·卡瓦略一3.， Mohan年代Maddur1， 莫林·鲍尔4， 保罗Hakimpour5， Kiran P吉尔1， 举行我Nakaya6， Felix Yarovinsky7， R贝尔福裁缝4， 安德鲁·T Gewirtz2， 巴厘岛Pulendran8
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tlr5介导的肠道菌群感知对于季节性流感疫苗的抗体应答是必要的

杰森Z哦et al。 免疫力． ．
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摘要

对人类三价流感灭活疫苗(TIV)免疫的系统生物学分析显示，TLR5的早期表达与抗体应答的大小之间存在相关性。接种Trl5(-/-)小鼠导致抗体滴度降低和浆细胞频率降低，证明TLR5在对TIV的免疫中发挥作用。这是由于无法感知宿主菌群。因此，在无菌或抗生素处理的小鼠中，抗体反应受到了损害，但通过用有鞭毛但没有鞭毛的大肠杆菌菌株进行口腔重建，抗体反应得到了恢复。tlr5介导的鞭毛蛋白感应直接促进浆细胞分化，并通过刺激淋巴结巨噬细胞产生浆细胞生长因子。最后，tlr5介导的菌群感应也影响抗体对灭活疫苗的反应，但对佐剂疫苗或黄热病减毒活疫苗的反应不影响。这些结果揭示了肠道菌群在促进疫苗免疫方面未被重视的作用。

数据

图1
图1。TIV诱导抗体反应依赖于TLR5，而不直接通过TLR5发出信号
(A)与TLR配体和疫苗共培养的TLR5-NFkB报告细胞系上清液中的SEAP浓度。培养上清在孵育20小时后检测报告活性。所示数据为平均外径值±SEM，代表两个独立实验。(B - E)血清中tivo特异性IgG总(B)、IgM (C)、IgG1 (D)、IgG2c (E)浓度Tlr5−−/或WT小鼠的窝伴侣。所示的原始od值是使用血清(稀释1:200倍)从三个独立实验(B)和两个独立实验(C-E)中同时测定得到的。数据用均值±SEM表示。参见图S1。
图2
图2。宿主菌群是对TIV早期抗体反应的必要条件
(A)血清中tivo特异性IgG浓度Trl5−−/接种后第7天，接种抗生素处理小鼠、无菌小鼠或WT小鼠。所示的原始od值是使用稀释1:200的血清获得的。数据代表三个独立的实验，并表示为均数±SEM。(B)在常规或无菌小鼠中诱导的tivo特异性IgG水平的动力学。所示的原始od值是使用稀释1:200的血清获得的。数据代表三个独立的实验，并表示为均数±SEM。(C)用qPCR定量检测粪便样品中的细菌。(D)在抗生素处理或未处理的小鼠中诱导的tivo特异性IgG浓度动力学。所示的原始od值是使用稀释1:200的血清获得的。数据代表五个独立的实验，并表示为均数±SEM。 (E) TIV-specific IgG concentrations on day 7-post vaccination inTlr5−−/小鼠，凋落物WT和常规无菌小鼠。血清样品在1:200稀释条件下测定，以均数±SEM表示。(F)接种疫苗后第7天，相应小鼠的基线细菌与tivo特异性IgG水平的两两分析。参见图S2。
图3
图3。TLR5信号通路和菌群在B细胞一次和二次反应中的影响
(A, B)无菌小鼠或SPF小鼠(A)和经广谱抗生素鸡尾酒治疗或未经治疗的小鼠(B)引流淋巴结中tivo特异性抗体分泌细胞(ASC)的频率。在右侧的图表中显示了代表性斑点形成，总频率表示为均值±SEM。数据代表三个独立的实验。(C)生发中心B细胞(GL7+， CD138−，细胞内IgG(重链和轻链)和短命浆细胞(GL7−, CD138+，细胞内IgG(重链和轻链)+)从CD11b的种群中筛选出−TCRb−单元格(分别是左图和右图)。(D-F)Tlr5−−/采用ELISA法测定接种后小鼠血清特异性IgG浓度。(E)升压前和(F)升压后5天血清中tivo特异性IgG的浓度。所示的原始od值分别是用稀释了1:3600和1:40 00的血清得到的。数据用均值±SEM表示。(G)抗生素处理过或未处理过的小鼠LN中tiv特异性ASCs的频率和(H)强化注射后第5天tiv特异性IgG水平。在初步免疫后50天内给予增加剂量的TIV。左图显示了代表性的斑点形成，图中ASC频率表示为均值±SEM。原始od值从稀释为1:3200的血清中获得。(I)将ELISA检测的血清中vv特异性IgG抗体水平与dLN中vv特异性ASCs的频率相对应，进行两两分析。(J)第5次强化注射时骨髓中tiv特异性ASCs的发生频率。 See also Figure S3
图4
图4。多种类型的细菌是介导抗体对TIV反应所必需的
(A-D)抗生素处理或未处理小鼠的菌群组成。宿主菌群的多样性和特定的细菌组分采用在《实验程序》中描述的基因组细菌DNA序列分析进行评估。(A)两组小鼠中特异性菌门的相对丰度。(B)使用QIIME分析软件进行Unifrac无加权主坐标分析。(C)根据16S rRNA基因文库测序生成的未处理组和抗生素处理组(ATB)的稀疏曲线。数据被描述为惟一操作分类单元(OTUs)的数量。(D)“最接近收缩质心”分类分析确定在两个聚类组中任何一个高度代表的细菌类群。所显示的数据是由这种分类方法确定的每个OTU的相对丰度，用热图表示(白色(丰度最小)到红色(最丰富))。(E)接种疫苗后第7天，未接种或使用万古霉素或多mixin b治疗的小鼠的tivo特异性IgG浓度，使用稀释1:200的血清获得原始od值。(F)用抗生素或单独用新霉素治疗小鼠的tivo特异性IgG浓度。 Raw O.D. values shown were obtained using serum diluted by a factor of 1:200 and expressed as means ± SEM. See also Figure S4.
图5
图5。TIV疫苗接种后TLR5激活的细胞靶点
(A) WT或vv特异性IgG抗体应答Tlr5−−/骨髓嵌合小鼠。用1:100稀释的血清获得原始od值，表示为均数±SEM。(B)抗生素处理或未处理的单独接种TIV或混合接种鞭毛蛋白的小鼠(第7天)中TIV特异性IgG的浓度。使用1:100稀释的血清获得原始od值，并表示为均值±SEM。数据代表三个独立的实验。(C-F) WT小鼠分别接种TIV或与鞭毛蛋白混合接种。接种后第7天检查dln。(C)点图表示CD45的种群+细胞受体β−门控细胞(上图)和CD138细胞内IgG浓度+B细胞(底部)。(D) CD138+ B细胞内IgG水平用平均荧光强度值表示。(E) IgG产生CD138的相对频率+B细胞(F)质浆细胞的相对频率(CD138+B220+)和短寿命pc (CD138+B220低)如(C，顶部面板)所示。(G) qRT-PCR分析TLR5在naïve B细胞和浆母细胞/短寿命PC (Pb/SL-PC)细胞中的表达。数据表示平均TLR5 mRNA(归一化为GAPDH)的任意单位±SEM。所显示的数据是三个独立分类的B细胞样本中的三份。(H) TLR5表达在体外受刺激的B细胞分析如(G)所示。所示数据是两个独立实验的代表。(我)在体外在鞭毛蛋白或LPS存在的刺激B细胞培养6天后。所示数据是两个独立实验的代表。(I)描述CD138门控和相对频率的代表性点图+B细胞。(J) CD138的相对频率+B细胞(plasmablast / SL-PC)。(K) ELISA测定培养液上清样品中IgG和IgM的分泌量(L)，稀释比例为1:400。数据用均值±SEM表示。参见图S5。
图6
图6。鞭毛蛋白激活LN中的多个巨噬细胞亚群，并通过TLR5诱导巨噬细胞产生IL-6
(A)接种疫苗后第7天，用clodrosome或encapsome预处理的WT小鼠血清中tivo特异性IgG水平。所示数据代表两个独立的实验，并表示为均数±SEM。(B)接种疫苗后第7天LysMCre+ MyD88loxp或Cre- MyD88loxp小鼠血清中tivi特异性IgG1水平。给出了两个独立的实验。用稀释了1:100倍的血清获得原始od值。(C)注射鞭毛蛋白后小鼠dLN巨噬细胞亚群CD86的表达水平。基于以下表面标记物的表达谱检测LN中的三个主要巨噬细胞亚群:CD169+F/80−(SSM)， CD169+F4/80+ (MSM)， CD169-F4/80+ (MCM)在CD11c-Ly6C门控细胞群中的表达谱。所示为表面CD86水平的代表性直方图(上)和CD86 MFI值的动力学表现为均值±SEM(下)。(D-F)流分类巨噬细胞被刺激在体外用鞭毛蛋白24小时。(D)代表性点图描述了以门控细胞百分比表示的巨噬细胞分离纯度。(E) CD86+细胞的相对频率或CD86表达的MFI值(F)培养上清中IL-6水平表达为均值±SEM。所示数据是三个独立实验的代表。参见图S6。
图7
图7。菌群对抗体反应的影响程度是疫苗特异性的
(A)在抗生素治疗或未治疗的小鼠中，疫苗特异性IgG反应的大小。所示的原始od值是用稀释了1:100的血清得到的。数据用均值±SEM表示。所示数据是两个独立实验的代表。(B)疫苗特异性血清IgG水平Tlr5−−/或WT小鼠的窝伴侣。接种后第7天(TIV, IPOL)和第14天(Recombivax HB, YF-17D)测定稀释1:50的血清样本。所示数据是两个独立实验的代表。
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评论

  • 菌群:一种“天然”疫苗佐剂。
    明顿K。 明顿K。 免疫免疫学杂志2014 10月14(10):650-1。doi: 10.1038 / nri3745。Epub 2014年9月19日。 Nat Rev Immunol. 2014。 PMID:25234145 没有可用的抽象。
  • 肠道菌群:疫苗的天然佐剂。
    帕布斯特O，霍尼夫M。 帕布斯特·奥等人。 免疫。2014年9月18日;41(3):349-351。doi: 10.1016 / j.immuni.2014.09.002。 免疫力。2014。 PMID:25238091

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