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肠道菌群、代谢物与宿主免疫
Nat Rev Immunol．
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摘要
微生物群——生活在所有哺乳动物体内和表面的微生物的集合——为免疫系统的发育和功能提供了重要的信号。分析微生物群落的技术日益普及，促进了许多免疫学家进入不断发展的宿主-微生物研究领域。微生物群落、它们的代谢物和成分不仅是免疫稳态所必需的，它们还影响宿主对许多免疫介导疾病和紊乱的易感性。在这篇综述中，我们讨论了研究微生物组的技术和计算方法，以及我们对宿主免疫和微生物互惠共生的理解的最新进展，重点是特定的微生物代谢产物，细菌成分和免疫系统。
利益冲突声明
作者声明没有利益竞争。
数据
短链脂肪酸(SCFAs)——如丁酸、丙酸和乙酸——是由结肠微生物发酵未消化或部分消化的膳食纤维产生的，对宿主免疫系统的发育和功能有广泛的影响。SCFAs结合G蛋白偶联受体(GPCRs)，如GPR41, GPR43和GPR109A，在上皮细胞和免疫细胞表面(未显示)。SCFAs进入宿主细胞的转运或扩散导致其代谢和/或抑制组蛋白去乙酰化酶(HDAC)活性。SCFAs的作用是多方面的，包括增强上皮屏障功能和免疫耐受，通过特定机制促进肠道内稳态:增强肠杯状细胞产生粘液;核因子-κB (NF-κB)抑制;炎症小体的激活和随后白细胞介素-18 (IL-18)的产生;B细胞分泌IgA (sIgA)增加;抗原呈递细胞上T细胞激活分子的表达减少，如树突状细胞(DCs);结肠调节T (T注册)细胞，包括其叉头盒P3 (FOXP3)的表达和抗炎细胞因子(转化生长因子-β (TGFβ)和IL-10的产生。SCFAs也可到达其他器官，如大脑和肺，在这些器官中，它们直接或间接作用于局部或驻留的抗原呈递细胞，以分别减少与神经炎症和过敏性气道疾病相关的炎症反应。
到目前为止，已经确定了几种参与非典型模式识别受体(PRRs)的细菌因子，包括多糖A (PSA)、甲酰基肽和d -甘油-β- d -甘露-1,7-二磷酸(HBP)。一个| PSA from脆弱拟杆菌可以改变CD4+T助手1 (TH1) - tH2细胞平衡在脾脏(未显示)和转移效应T细胞亚群的平衡在外围。在肠道中，PSA被固有层树突状细胞(dc)吸收，并被处理并提交给naive CD4+T细胞。活化转化生长因子-β(TGFβ)诱导抗炎叉头盒P3 (FOXP3)扩增+调节的注册白细胞介素-10 (IL-10)的产生，其抑制炎性T细胞的活性H1和TH17细胞。b|所有细菌释放的甲酰基肽结合甲酰基肽受体(FPRs)，这是在中性粒细胞和其他免疫细胞上发现的G蛋白偶联受体。甲酰基肽金黄色葡萄球菌可以通过FPR1发出信号，并有助于痛觉感受器驱动的机械性疼痛的激活和免疫抑制神经肽的释放。在高纳摩尔浓度下，金黄色葡萄球菌-衍生的甲酰基肽被称为酚溶性调素(psm)，通过与FPR2结合刺激大量中性粒细胞流入感染部位。诱导中性粒细胞活化导致氧化爆发。psm通过诱导dc中的耐受性表型和抑制T .的分化来影响适应性免疫系统H1细胞。金黄色葡萄球菌也可以使用psm从吞噬溶酶体中逃脱，溶解宿主细胞并分散生物膜，还可以杀死竞争细菌(未显示)。c| HBP是一种由革兰氏阴性菌在脂多糖(LPS)生物合成过程中产生的单糖，在宿主细胞的细胞质中检测到。由细胞外病原体分泌的HBP淋病奈瑟氏菌通过磷酸化依赖的TIFA (traf -相互作用蛋白与FHA结构域包含蛋白A)寡聚诱导先天和适应性免疫反应。TIFA的激活及其随后与TNF受体相关因子6 (TRAF6)的相互作用导致TRAF6泛素(Ub)依赖的核因子-κB (NF-κB)的激活，从而诱导促炎免疫基因的表达。干扰素γ干扰素-γ;磷、磷酸;TCR, T细胞受体。
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