由多伦多大学研究人员领导的一个团队发现了一条新的肠道与肺部之间的通信途径。
他们的研究结果强调了肠道微生物群中一个鲜为人知的成员如何重塑肺部免疫环境，从而对呼吸健康产生有益和有害的影响。“生活在我们肠道内的和平微生物是控制我们免疫系统的关键参与者。越来越多的证据表明，这些共生微生物与影响其他器官（如肺、脑、皮肤或关节）的疾病有关，”多伦多大学特默蒂医学院免疫学副教授亚瑟·莫萨（Arthur Mortha）表示。
在过去几十年中，肠道微生物群落组成的改变与一系列特征和状况相关，包括肥胖、过敏、癌症和心理健康障碍。然而，这些研究主要集中在细菌上，因为它们是肠道微生物群中数量最多的部分。
今天在《细胞》杂志上发表的一项新研究中，莫萨和他的同事们重点关注了一类不同的微生物——原生动物。这些微生物也像细菌一样是单细胞生物，但体积更大，结构更复杂。虽然大多数已知的原生动物被归类为寄生虫，但有几种较少为人知的物种可以与宿主动物共生。
“我们的目标是了解肠道中的共生原生动物种类如何影响疾病的结局和我们的整体健康，”莫萨说，他同时也是加拿大黏膜免疫学研究主席。
该项目由莫萨实验室的博士后研究员凯尔·伯罗斯（Kyle Burrows）领导，他将于2025年初加入西蒙弗雷泽大学担任助理教授。
在他们的研究中，研究人员观察了一种名为毛滴虫（Tritrichomonas musculis，简称T. mu）的原生动物，它无害地生活在小鼠的肠道内。
他们发现，被T. mu定植的小鼠肺部意外地出现了高水平的特定免疫细胞。重要的是，研究人员证明，其中一些免疫细胞源自肠道并移动到肺部，在那里调节局部免疫环境，改变了与呼吸系统疾病和感染相关的结局。
通过触发这些免疫细胞从肠道向肺部的产生和迁移，T. mu充当“肠道中的指挥家，协调免疫系统以占据身体的其他区域”，莫萨说。
该研究的一个关键发现是，T. mu驱动的肺部免疫变化加剧了由过敏性哮喘引起的气道炎症，但在对抗呼吸道感染方面似乎具有保护作用。
与分子遗传学教授刘军（Jun Liu）合作，研究人员在多伦多高含设施中研究了这种改变的免疫景观对结核病的影响。他们发现，被T. mu定植的小鼠肺部的高水平免疫细胞在气道中形成了一层抗菌屏障，有助于控制结核病感染，延缓其向其他器官的扩散。
莫萨指出，这些结果与其团队之前关于T. mu对小鼠不同肠道健康方面相反影响的观察结果一致。“这种原生动物对肠道免疫系统有非常强烈的影响，”他说，“它加剧了结直肠癌的发展和炎症性肠病，但也使宿主能够抵抗非常严重的感染。”
研究人员还分析了重度哮喘患者的痰液样本。他们寻找与人类相关的原生动物的基因特征，并发现在重度哮喘患者样本中的信号比患有非哮喘性炎症肺部疾病的患者更高，这表明他们在小鼠中的观察结果也可能适用于患者。
莫萨认为，这些发现为哮喘和其他慢性炎症性疾病的新诊断和治疗方法打开了大门。
例如，特定原生动物的存在可用于预测患者是否会发展成重度哮喘，并可能根据原生动物激活的免疫途径告知哪些药物最适合他们。
“我们能否通过不限于肺部而是针对肠道的治疗方法来预防或减缓哮喘的发展？”他问道。
除了肺部之外，研究人员现在正将注意力转向可能受肠道微生物群调节的其他器官，并追踪免疫细胞从肠道到这些器官的迁移过程。
“免疫细胞从一个器官迁移到另一个器官代表了一种新的器官间通信方式，特别是通过肠道中的微生物，”莫萨说。
“这改变了我们对与微生物组关系的看法，表明我们不仅应关注细菌，还应包括原生动物和其他被忽视的微生物，以进一步了解健康和疾病。”
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