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2016年5月5日,165(4):842 - 53年。
doi: 10.1016 / j.cell.2016.04.007。 Epub 2016年4月28日。

微生物的变化有限合伙人免疫原性有助于人类自身免疫

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微生物的变化有限合伙人免疫原性有助于人类自身免疫

Tommi Vatanenet al。 细胞
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  • 微生物的变化有限合伙人免疫原性有助于人类自身免疫。
    Vatanen T, Kostic广告,d 'Hennezel E, Siljander H, Franzosa EA Yassour M, Kolde R, Vlamakis H,阿瑟·TD Hamalainen,皮特,Tillmann V, Uibo R, Mokurov年代,Dorshakova N, Ilonen J, SM维尔塔宁,萨博SJ,波特JA Lahdesmaki H, Huttenhower C, Gevers d,卡伦TW, Knip M;DIABIMMUNE研究小组;泽维尔RJ。 Vatanen T, et al。 细胞。2016年6月2,165 (6):1551。doi: 10.1016 / j.cell.2016.05.056。 细胞。2016。 PMID:27259157 没有可用的抽象。

文摘

根据卫生假说,在西方国家自身免疫性疾病的发病率增加可能是由于早期微生物暴露的变化,从而改变免疫成熟。我们跟着肠道微生物发展从出生直到222年三岁的婴儿在北欧,那里早发性自身免疫性疾病是常见的在芬兰和爱沙尼亚在俄罗斯但不普遍。我们发现拟杆菌物种是卑微的丰富的俄罗斯人,但主导在芬兰和爱沙尼亚的婴儿。因此,脂多糖(LPS)曝光出现主要从大肠杆菌、拟杆菌而不是这是一个强大的先天免疫激活剂。我们表明,拟杆菌LPS在结构上不同于大肠杆菌LPS和先天免疫信号抑制内毒素耐受;此外,从大肠杆菌与有限合伙人,b . dorei有限合伙人不减少非肥胖糖尿病小鼠自身免疫性糖尿病的发生率。因此,早期殖民免疫沉默微生物群可能排除免疫方面的教育。

数据

图1
图1所示。DIABIMMUNE队列
(A)位置的城市和国家,DIABIMMUNE婴儿筛选和样本收集。(B)选择within-cohort统计和粪便样本集合计划(每月粪便取样直到三岁)。数字旁边粪便样本反映样本收集的数量在6个月的时间窗口。Within-cohort HLA分布显示了自身免疫赋予风险(见表相应的HLA等位基因的身份S1),以及普遍存在的T1D-associated自身抗体血清阳性,鸡蛋过敏,并在第二年牛奶过敏。对近年来自身抗体血清阳性,n = 291份血清样本73名婴儿的芬兰人,n = 235份血清样本72名婴儿的爱沙尼亚人,和n = 118份血清样本来自54个俄罗斯人的婴儿。对鸡蛋过敏,芬兰人n = 72, n = 51爱沙尼亚,n = 24为俄罗斯人。芬兰人对牛奶过敏,n = 72, n = 46爱沙尼亚,n = 24为俄罗斯人。(C)分析工作流突出重要的步骤在宏基因组数据分析和机械的实验。参见图S1和表S1。
图2
图2。国与国之间的差异在微生物生态学在早期阶段
(一)主坐标分析块DIABIMMUNE 16 s样品,颜色由国家(上)和年龄(底部)。每个圆圈代表一个单独的粪便样本(n= 1584)。(B) ROC曲线成对随机森林分类器预测国家基于16 s属数据使用样本收集170至260天的年龄。(C)平均phylum-level DIABIMMUNE组成样本在第一个两年的年龄。(D) Genus-level(深色)和了解(浅色)引导意味着日志2褶皱的变化及其标准差之间的芬兰和俄罗斯的肠道微生物群在第一年和后。(E和F) Strain-level多样性(E)和稳定性(F)拟杆菌双歧杆菌属物种。多样性和稳定分布双歧杆菌属物种在芬兰和俄罗斯之间明显不同人群(两个示例Kolmogorov-Smirnov测试;p = 5.0×10−4和p = 1.5×10−6分别)。参见图S2、S3和S4。
图3
图3。功能差异,HMO利用率、生物合成和脂质
(一)引导意味着日志2褶皱的变化和功能类别的标准差最大的芬兰和俄罗斯的孩子之间的差别。(B)意味着母乳寡糖利用基因丰度在三个国家在生命的第一年,分层分类的每个基因的起源(“守恒”基因是高度保守的,自信地分配给一个独特的属)。(C)脂生物合成途径规范化阅读每个样本计数(RPKM) (n= 785)和一个线性符合每个国家。(D和E)的意思是15种的相对丰度最大的贡献脂生物合成信号(D),和他们的相对贡献(E)信号在所有样本在每个国家。参见图S5和表S2。
图4
图4。有限合伙人分子和结构对耐受性的影响函数
MALDI-TOF女士分析脂质净化大肠杆菌(一)和b . dorei(B),代表结构显示为insets预测准确的质量。也参见图S6。
图5
图5。从不同的菌株免疫刺激性有限合伙人的属性
(A)是细胞因子生产PBMCs与显示剂量LPS刺激细胞因子评估珠数组。(B)是细胞因子在monocyte-derived树突状细胞刺激生产与剂量的有限合伙人表示。(C)记者细胞表达人类TLR4与LPS刺激从表示菌株6 h和NFκB活动被荧光素酶活性测定。活动表示为百分数最大荧光素酶信号。抑制(D和E)大肠杆菌LPS-induced PBMC (D)或monocyte-derived树突状细胞(E)细胞因子生产的额外剂量的有限合伙人b . dorei。抑制细胞因子的生产表示为测量在刺激大肠杆菌有限合伙人。(F)诱导内毒素耐受的有限合伙人大肠杆菌b . dorei在人类单核细胞主要由细胞因子评估珠数组。酒吧显示TNFα浓度在单核细胞上清液在24小时引发刺激与酵母聚糖评估细胞因子珠数组。(G)的抑制大肠杆菌借内毒素耐受诱导人类单核细胞b . dorei有限合伙人。(H)的影响大肠杆菌——或者b . dorei派生的有限合伙人暴露在点头小鼠糖尿病的发病率。小白鼠注射ip一周一次(箭头)的有限合伙人大肠杆菌(n= 9老鼠)或b . dorei(n= 12老鼠)。每周血糖监测。(我)诱导内毒素耐受小鼠点头。老鼠每组(n = 5)腹腔注射LPS纯化大肠杆菌b . dorei。脾细胞被分离后24 h和重振在体外酵母聚糖。酒吧展示TNFα评估细胞因子浓度珠阵列后24 h。在体外数据是代表三个或更多独立的实验,提出了平均(SD)一式三份评估。* * * p < 0.05, p < 0.005的学生t以及相比大肠杆菌刺激(D和E),大肠杆菌有限合伙人单独治疗(F和G)或PBS治疗(I),或通过方差分析糖尿病发病率(H)。参见图S7和表S3。
图6
图6。HMO-Utilizing细菌的差异提供了一个途径免疫的差异教育
母乳寡糖可以代谢在俄罗斯微生物(主要是由不同的流行双歧杆菌属物种)与芬兰和爱沙尼亚(主要是拟杆菌物种)。可能由于这些人口的差异,拟杆菌衍生脂多糖(LPS)构成微生物产生的主要部分,有限合伙人在芬兰和爱沙尼亚的婴儿,而有限合伙人在婴儿主要是来自俄罗斯大肠杆菌。拟杆菌派生的有限合伙人的immunoinhibitory亚型,从而导致微分免疫教育通过内毒素耐受或其他路线。

评论

  • 微生物:有限合伙人的关键卫生假说?
    而U。 而U。 Nat Microbiol牧师。2016年6月,14 (6):334 - 5。doi: 10.1038 / nrmicro.2016.74。2016年5月9日Epub。 Nat牧师Microbiol》2016。 PMID:27157276 没有可用的抽象。

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