研究人员发现，肠道细菌在膳食纤维发酵过程中产生的短链脂肪酸——丁酸盐，能通过抑制组蛋白去乙酰化酶并增加组蛋白乙酰化来促进树突状细胞发育。这种表观遗传调控增强了编码转录因子PU.1的Spi1基因和编码LPAM-1的α4亚基的Itga4基因的表达，导致树突状细胞相关基因和表面分子的表达增加。这些发现揭示了膳食纤维衍生的微生物代谢物与免疫细胞调控之间的分子联系。
膳食纤维的益处不仅限于消化健康，因为肠道微生物群产生的膳食纤维衍生代谢物可以影响免疫功能。短链脂肪酸(SCFAs)是肠道微生物群通过发酵膳食纤维产生的次级代谢物。值得注意的是，可溶性膳食纤维如菊粉和果胶可以被肠道细菌代谢成短链脂肪酸，包括丁酸盐。它们作为重要的信号分子，能够减少炎症并平衡免疫系统。
短链脂肪酸可以通过调节免疫细胞的基因表达和功能来调控免疫相关疾病，包括炎症性和过敏性疾病。树突状细胞(DCs)被称为免疫系统的哨兵。树突状细胞拥有一套动态且高度特化的细胞表面分子，协调先天性和适应性免疫。这些分子作为传感器、抗原呈递结构和细胞通讯者，在树突状细胞成熟过程中发生显著变化。然而，短链脂肪酸对树突状细胞发育和这些表面分子表达的影响尚未阐明。
为填补这一空白，由日本东京理科大学高级工程学院生命系统工程系西山千春教授领导的研究团队探索了短链脂肪酸在树突状细胞发育和调控中的作用。该团队研究了短链脂肪酸之一的丁酸盐如何调节树突状细胞的发育和细胞表面分子的表达。该研究发表在《变态反应学国际》期刊上。
西山教授解释了研究的动机："之前，我们将转录因子PU.1引入特定的造血细胞系，导致DC样结构的发育。这一发现突显了PU.1作为树突状细胞主转录因子的潜力。我们继续探索短链脂肪酸增强PU.1基因表达的机制，以及多酚如何通过PU.1相关基因表达来调节炎症。"
研究团队使用了Flt3配体诱导的骨髓来源树突状细胞(BMDCs)，这些细胞包含传统树突状细胞(cDCs)和浆细胞样树突状细胞(pDCs)的异质性生理混合物。主要研究重点是丁酸盐如何影响表面蛋白、信使RNA水平和组蛋白修饰。其他短链脂肪酸，包括丙酸盐、戊酸盐和乙酸盐的效果也进行了测试。
研究发现，在测试的短链脂肪酸中，丁酸盐在增加多种树突状细胞表面分子(包括MHC II、CD86和CD11b)的表达方面效果最强，同时降低了CD11c的水平。它还增加了LPAM-1(α4/β7)的表达，这是一种整合素，有助于免疫细胞在肠粘膜中的迁移和定位。
研究团队还观察到树突状细胞发育的变化。丁酸盐增加了传统树突状细胞与浆细胞样树突状细胞的比例，影响了树突状细胞亚群的平衡。
为了解作用机制，研究人员探索了与短链脂肪酸相关的两个主要途径。结果表明，丁酸盐主要通过组蛋白去乙酰化酶抑制活性起作用，而不是通过G蛋白偶联受体的刺激作用。
丁酸盐增加了编码LPAM-1的α4亚基的Itga4基因以及编码PU.1的Spi1基因周围的组蛋白乙酰化。丁酸盐还增加了Spi1 mRNA和PU.1蛋白水平，突显了表观遗传调控在这一过程中的作用。
西山教授讨论了这项研究的重要性："这些发现将饮食条件、肠道微生物群衍生代谢物和表观遗传调控联系起来，这是免疫学中日益受关注的领域。由于不适当的免疫反应常常导致过敏、炎症和自身免疫性疾病，确定新的免疫调节区域有助于开发预防或减轻免疫相关疾病的策略。"
由于丁酸盐是某些肠道细菌通过可溶性膳食纤维发酵自然产生的，了解肠道微生物群如何调控丁酸盐的产生可能为未来研究提供有用的方向。然而，需要在动物模型和人类中进行进一步研究，以验证这些发现及其与免疫相关疾病的关联。
总之，该研究详细揭示了肠道细菌在膳食纤维发酵过程中产生的次级代谢物如何对免疫系统产生调节作用。通过展示丁酸盐如何通过PU.1和整合素相关基因的表观遗传控制来塑造树突状细胞发育和表面分子表达，这项工作强调了日常饮食如何影响免疫平衡。
更多信息：
赵伟亭等，《短链脂肪酸通过表观遗传调控调节树突状细胞的发育和细胞表面分子表达》，《变态反应学国际》(2026)。DOI: 10.1016/j.alit.2026.05.005
关键医学概念：
丁酸盐、树突状细胞、SPI1癌基因、挥发性脂肪酸、组蛋白去乙酰化酶抑制剂
临床分类：
过敏与免疫学、营养与健康饮食、健康生活
提供方：东京理科大学
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