小鼠研究顯示飲食如何通過腸道微生物改變免疫系統(tǒng)功能

數(shù)百年來，陳詞濫調(diào)“吃什么吃什么”就已被用來說明飲食與健康之間的聯(lián)系?，F(xiàn)在，一個(gè)國(guó)際研究小組發(fā)現(xiàn)了這一概念的分子證據(jù)，證明了飲食最終如何通過腸道微生物組影響免疫力。

這項(xiàng)在小鼠中進(jìn)行的工作表明，動(dòng)物攝入的食物會(huì)啟動(dòng)特定腸道微生物代謝副產(chǎn)物的釋放，進(jìn)而調(diào)節(jié)動(dòng)物的腸道免疫。

該研究結(jié)果于 11 月 10 日發(fā)表在《自然》雜志上，為飲食、腸道微生物群和免疫功能之間復(fù)雜的相互作用提供了統(tǒng)一的解釋。它們是哈佛醫(yī)學(xué)院、布里格姆婦女醫(yī)院、首爾國(guó)立大學(xué)和澳大利亞莫納什大學(xué)科學(xué)家合作的結(jié)果。

實(shí)驗(yàn)確定了一種微生物分子，其合成和釋放受宿主飲食的影響。反過來，該分子會(huì)刺激稱為自然殺傷 (NK) T 細(xì)胞的細(xì)胞亞群的激活和信號(hào)傳導(dǎo)，這些細(xì)胞參與免疫調(diào)節(jié)并涉及一系列炎癥。

雖然科學(xué)家已經(jīng)推測(cè)了，飲食起著免疫保健作用很長(zhǎng)一段時(shí)間，新的研究闡明這種相互作用背后的確切分子級(jí)聯(lián)反應(yīng)，說研究的高級(jí)作者丹尼斯·卡斯帕，在布拉瓦尼克研究所免疫學(xué)教授在哈佛醫(yī)學(xué)院。

“我們已經(jīng)展示了飲食如何通過腸道中的微生物介質(zhì)影響免疫系統(tǒng)，這是飲食-微生物群-免疫三聯(lián)體發(fā)揮作用的一個(gè)非常突出的例子，”卡斯珀說。“這項(xiàng)工作的真正作用是提供一個(gè)從頭到尾的循序漸進(jìn)的途徑，解釋這種三聯(lián)體如何以及為什么起作用，以及飲食最終如何影響免疫系統(tǒng)。”

研究人員表示，如果在大型動(dòng)物并最終在人類身上得到證實(shí)，這些發(fā)現(xiàn)將有助于為增強(qiáng)腸道和整體免疫力的小分子治療的設(shè)計(jì)提供信息。

“腸道內(nèi)的微生物產(chǎn)生具有巨大結(jié)構(gòu)多樣性的分子。我們使用微生物和化學(xué)工具來闡明腸道細(xì)菌如何合成這些分子以及它們?nèi)绾卧谒拗髂c道中發(fā)揮作用，”該研究的第一作者、布里格姆婦女醫(yī)院實(shí)驗(yàn)治療和再灌注損傷中心的首席研究員Sungwhan Oh說。和 Kasper 實(shí)驗(yàn)室的前博士后研究員。“我們的發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生了關(guān)于微生物組、飲食和免疫功能的迷人見解，并提供了有趣的線索，說明我們內(nèi)部鄰居制造的分子如何用于設(shè)計(jì)療法。”

在一系列實(shí)驗(yàn)中，該團(tuán)隊(duì)確定了由小鼠腸道中膳食氨基酸代謝分解引發(fā)的免疫信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)。這種多步驟的途徑始于含有支鏈氨基酸的動(dòng)物性食物，因此命名為其分子鏈之一的樹枝狀結(jié)構(gòu)。支鏈氨基酸隨后被脆弱芽孢桿菌(一種腸道常駐微生物)吸收，并由特定酶轉(zhuǎn)化為也具有支鏈的糖脂分子。脆弱擬南芥然后釋放支鏈分子，這些分子被一類稱為抗原呈遞細(xì)胞的免疫信號(hào)細(xì)胞發(fā)現(xiàn)并拾取，進(jìn)而通過上調(diào)炎癥控制基因和免疫調(diào)節(jié)化學(xué)物質(zhì)誘導(dǎo) NK T 細(xì)胞行使免疫調(diào)節(jié)反應(yīng).

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