一项由宾夕法尼亚大学兽医学院免疫学与病原生物学教授J. Oriol Sunyer领导的研究团队发表于《自然-微生物学》的开创性研究显示,分泌型免疫球蛋白M(sIgM)在肠道健康中扮演着比传统认知更关键的角色。该研究突破了此前学界认为分泌型免疫球蛋白A(sIgA)主导肠道菌群平衡的固有认知,揭示了sIgM在调控肠道微生物组组成和代谢功能中的不可替代作用。
分泌型免疫球蛋白作为分布于黏膜表面的抗体家族,长期被认为通过调控肠道菌群维持稳态。传统观点认为,哺乳动物通过sIgA、鱼类通过sIgT分别完成该功能。然而,Sunyer团队通过虹鳟鱼实验模型发现,sIgM对肠道菌群的调控具有非冗余性特征。实验显示,当虹鳟鱼体内sIgM被特异性清除后,其肠道菌群出现显著失衡(菌群失调),伴随严重的组织损伤和炎症反应,这种病理变化与人类溃疡性结肠炎等炎症性肠病高度相似。
研究团队发现,sIgM缺失导致肠道屏障功能受损,表现为肠道上皮层与固有层分离(如插图绿圈区域所示)。这种结构性破坏直接引发肠道细菌向循环系统迁移,实验组鱼类在结肠炎模型中死亡率显著升高,血液培养证实存在败血症。Sunyer教授指出,这一发现证实sIgM通过补体激活、吞噬作用等免疫机制,将突破肠道屏障的致病菌清除,从而维持肠道完整性。
值得注意的是,sIgM缺失还引发肠道菌群代谢产物的显著改变。研究检测到短链脂肪酸(SCFAs)水平异常升高,这类由微生物组产生的代谢物通常具有促进肠道修复和免疫调节功能。Sunyer推测,这种代偿性代谢增强可能是对肠道损伤的应激响应,未来将重点研究宿主信号如何触发微生物组的修复性代谢。此外,必需氨基酸等关键代谢物的合成受阻,进一步揭示了sIgM在调控细菌基础代谢功能中的广泛作用。
该研究突破性地重塑了免疫学界对IgM功能的认知,将这种进化上保守的抗体类别重新定位为肠道稳态的"总调控者"。研究团队强调,sIgM通过维持健康的肠道菌群平衡,不仅保障消化吸收功能,更通过代谢-免疫轴影响全身稳态。这一发现为开发靶向sIgM或其识别菌群的治疗策略提供了理论基础,可能为炎症性肠病(如克罗恩病、溃疡性结肠炎)及菌群失调相关疾病(包括自身免疫性疾病和神经系统疾病)带来突破性疗法。
目前研究团队正在探索通过益生菌、代谢物补充或sIgM诱导策略来恢复肠道稳态。Sunyer教授指出:"识别sIgM作为微生物群落及其代谢输出的主调控因子,标志着我们进入了精准调控肠道免疫的新纪元。"这项发现不仅深化了对黏膜免疫系统的理解,更为肠道疾病的预防和治疗开辟了新路径。
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