一项由马德里心血管研究中心(CNIC)的David Sancho领导的研究揭示了肠道通透性增加如何使天然肠道细菌穿过肠屏障到达骨髓,在那里它们诱导干细胞发生表观遗传变化——这种变化可以改变基因活性而不影响DNA序列。这些由移位的肠道细菌诱导的表观遗传变化生成了“训练有素”的免疫细胞,这些细胞能够更有效地应对未来的感染。然而,这种放大免疫反应的能力也可能加重心血管疾病和神经退行性疾病的炎症状况。这项新研究强调了一种名为Mincle的蛋白质在此过程中发挥的关键作用,该蛋白表达于先天免疫系统的细胞中。
该研究发表在《免疫》杂志上,并与José Luis Subiza(Immunotek S.L.,Alcalá de Henares)、Carlos del Fresno(IdiPaz,马德里)、Salvador Iborra(马德里康普顿斯大学)和Juan Duarte(格拉纳达大学)领导的研究团队合作进行。
训练有素的免疫力允许巨噬细胞和其他先天免疫系统细胞在未来遇到细菌、真菌或病毒时作出更有效的反应。David Sancho解释说:“动物实验表明,这种机制可以增强对病毒和真菌感染的保护作用,导致更强的炎症反应和更高的感染抵抗力。”过去科学家们认为只有特异性或适应性免疫具有记忆功能,能够生成‘记住’之前病原体接触的记忆细胞并触发特定的免疫反应。相反,先天免疫反应被认为不具备记忆功能,因为它不是针对特定病原体的。“我们现在知道,先天免疫可以‘训练’产生更强的反应,而且这种训练效果是持久的,”Sancho博士补充道。
第一作者Iñaki Robles指出,“我们在骨髓中发现的主要肠道细菌是粪肠球菌。这些细菌与造血前体细胞中的Mincle相互作用并激活它,诱导表观遗传变化,生成具有增强炎症能力的免疫细胞。”粪肠球菌是一种革兰氏阳性细菌,生活在人类和其他哺乳动物的胃肠道中,可能导致难以治疗的医院内感染。
虽然训练有素的免疫力有助于对抗感染,但它也可能是双刃剑,可能会促进炎症疾病的发展。正如David Sancho警告的那样,“动脉粥样硬化等心血管疾病以及神经退行性疾病与训练有素的免疫力有关,当这一过程因肠道通透性增加而加剧时,这些疾病可能会恶化。”
在动物模型中,肠道通透性增加会导致结肠炎症(结肠炎)。这种炎症反应不会发生在经过基因改造缺乏Mincle的小鼠中,这表明Mincle检测到移位细菌在与训练有素的免疫力相关的炎症中起重要作用。因此,旨在阻断Mincle的策略可能在这些全身性炎症疾病背景下具有保护作用。
不良饮食(尤其是加工食品摄入过多)、过度饮酒、慢性压力和某些药物都会削弱肠道屏障,促进细菌移位。保持富含水果和蔬菜的均衡饮食有助于维持健康的肠道,减少全身性炎症,并预防慢性疾病。
该研究的结果为理解肠道健康与系统性疾病之间的关系开辟了新的途径,强调了健康饮食和平衡微生物群作为预防疾病关键因素的重要性。
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