科学家们发现了一种肠道细菌与人体相互作用的惊人方式。生活在消化系统中的某些微生物可以将蛋白质直接送入人体细胞，主动影响免疫系统的行为。这项研究由赫尔姆霍茨慕尼黑研究中心（Helmholtz Munich）领导，路德维希-马克西米利安大学（LMU）、艾克斯-马赛大学（Aix Marseille University）、法国国家健康与医学研究院（Inserm）以及其他国际合作伙伴共同参与，揭示了细菌与人类细胞之间一种此前未知的交流形式。这一发现为理解肠道微生物组如何影响健康提供了新视角，并可能有助于解释其在克罗恩病等疾病中的作用。
多年来，研究人员一直将肠道微生物组与免疫、代谢和炎症性疾病联系起来。然而，大多数证据基于相关性，这些关联背后的生物学过程仍然不清楚。
“我们的目标是更好地描述肠道细菌影响人类生物学的一些潜在过程，”研究的第一作者维罗妮卡·杨（Veronika Young）与布什拉·多哈伊（Bushra Dohai）共同表示。“通过系统地绘制细菌与人类细胞之间的直接蛋白质-蛋白质相互作用，我们如今可以提出这些关联背后的分子机制。”
“友好”肠道细菌中隐藏的注射系统
研究团队发现，许多常见的、无害的肠道细菌携带III型分泌系统。这些微小的、类似注射器的结构允许细菌将自己的蛋白质直接注入人类细胞。此前，科学家们认为这些系统仅限于致病菌，例如沙门氏菌。
“这从根本上改变了我们对共生菌的看法，”赫尔姆霍茨慕尼黑研究中心网络生物学研究所所长、该研究的通讯作者帕斯卡·法尔特-布劳恩（Pascal Falter-Braun）教授说。“它表明这些非致病菌并非被动居民，而是可以通过将自身蛋白质注入我们的细胞来主动操纵人类细胞。”
绘制肠道细菌如何影响人类细胞
为了探索这些蛋白质进入人类细胞后会发生什么，研究人员绘制了超过1000种细菌效应蛋白与人类蛋白质之间的相互作用。这个庞大的网络揭示了细菌蛋白倾向于靶向涉及免疫调节和代谢的通路。
后续实验证实，这些蛋白质可以影响关键的免疫信号系统，包括NF-κB和细胞因子反应。细胞因子是帮助协调免疫活动并防止过度反应（可能导致自身免疫性疾病）的信号分子。例如，阻断细胞因子肿瘤坏死因子（TNF）是克罗恩病（一种影响肠道的自身免疫性疾病）的常见治疗方法。
与克罗恩病的潜在联系
研究人员还发现，编码这些细菌效应蛋白的基因在克罗恩病患者的肠道微生物组中更为常见。这一发现表明，从细菌到人类细胞的直接蛋白质转移可能有助于长期肠道炎症。这也为早期观察到的微生物组变化与疾病之间的联系提供了可能的解释。
重新思考微生物组与免疫系统的相互作用
通过识别出肠道细菌与免疫系统之间这一此前未知的相互作用层，该研究将领域从简单的关联转向理解因果关系。它也提出了关于这些注射系统起源的新问题，包括它们是否最初是为了支持与宿主的共存而进化，后来才被有害细菌所适应。
未来的研究将关注特定细菌蛋白如何在不同组织和疾病环境中与人类细胞相互作用。这些见解最终可能为预防和治疗疾病带来更有针对性的方法。
故事来源：
材料由赫尔姆霍茨慕尼黑研究中心提供。注意：内容可能因风格和长度进行了编辑。
期刊参考文献：
- Veronika Young, Bushra Dohai, Hridi Halder, Jaime Fernandez-Macgregor, Niels S. van Heusden, Thomas C. A. Hitch, Benjamin Weller, Patrick Hyden, Deeya Saha, Daan K. J. Pieren, Sonja Rittchen, Luke Lambourne, Sibusiso B. Maseko, Chung-Wen Lin, Ye Min Tun, Jonas Bibus, Luisa Pletschacher, Mégane Boujeant, Sébastien A. Choteau, Lou Bergogne, Jérémie Perrin, Franziska Ober, Patrick Schwehn, Simin T. Rothballer, Melina Altmann, Stefan Altmann, Alexandra Strobel, Michael Rothballer, Marie Tofaute, Daniel Kotlarz, Matthias Heinig, Thomas Clavel, Michael A. Calderwood, Marc Vidal, Jean-Claude Twizere, Renaud Vincentelli, Daniel Krappmann, Marianne Boes, Claudia Falter, Thomas Rattei, Christine Brun, Andreas Zanzoni, Pascal Falter-Braun. Effector–host interactome map links type III secretion systems in healthy gut microbiomes to immune modulation. Nature Microbiology, 2026; 11 (2): 442 DOI: 10.1038/s41564-025-02241-y
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