Nature：科学家揭示特殊肠道菌群影响宿主机体免疫力的分子机制

从机体免疫力到新陈代谢再到心理健康，似乎肠道微生物组已经与人类健康和疾病的方方面面联系在了一起。然而，由于数百种细菌群落存在于机体胃肠道内，想要确定哪些细菌制造的分子会影响哪些生物学过程，以及其是如何做到的，对于科学家们而言或许是一项艰巨的任务。

近日，一篇发表在国际杂志Nature上题为“Akkermansia muciniphila phospholipid induces homeostatic immune responses”的研究报告中，来自哈佛医学院等机构的科学家们解析了肠道菌群影响机体免疫力的新型分子机制。

研究者Ramnik Xavier说道，微生物组的研究需要从建立关系到确定功能和因果关系，这些知识对于学习如何操控肠道菌群来治疗或预防疾病显得尤为重要。

本文研究工作的真正意义在于将一种细菌、其所制造的分、运作的途径以及所产生的生物学结果联系了起来。

研究人员重点对名为Akkermansia muciniphila的肠道菌群进行研究，其在肠道微生物组中占到了大约3%的比例，这让科学家们印象深刻，其名字来自于其所分解的的肠道粘膜。目前多项研究表明，该菌在维持机体健康免疫过程上扮演着关键角色，其似乎能保护机体抵御多种疾病的发生，比如2型糖尿病和炎性肠病等，同时还能促使癌细胞对免疫检查点疗法更加敏感。

在本文研究之前，并没有人能通过研究来确认这种关联。文章中，研究人员发现，这种关联或许始于Akkermansia muciniphila细胞膜上的一种脂质分子，这一研究发现让研究人员非常惊讶，诱发机体免疫反应的“嫌疑者”或许是一种蛋白质或糖类。

在发现这种脂质的分子结构后，研究人员发现其或与多种免疫细胞表面的一对受体能相互交流，这些受体称之为toll样受体2（TLR2）和toll样受体1（TLR1），其能帮助检测细菌并帮助免疫系统确定其是敌是友，在这种情况下，TLR2和TLR1的版本或许就能以一种科学家们从未见过的方式结合在一起。研究人员通过对细胞培养物进行研究发现，脂质对TLR2-TLR1的激活或许会诱发特定细胞因子（参与炎症发生的免疫蛋白）的释放，同时还不影响其它细胞因子。

此外他们还证实，这种脂质或许能帮助维持机体的免疫平衡，低剂量的脂质或许就好像一条皮带一样，能预防免疫系统对潜在的有害分子产生反应，直至该分子达到显著水平。从另一方面来讲，高剂量的脂质并不会比低剂量或中等剂量的脂质刺激更多机体的免疫反应，其能对炎症保持一种健康的上限。

本文研究为开发新型药物引入了新的可能性，这种新型药物或能借助细菌Akkermansia muciniphila操控免疫系统和抵御疾病的能力，研究人员通过揭示这种脂质的分子机构，并找出科学家们如何在实验室中轻松制造该分子以及类似的脂质，从而使得这项研究工作变得更加容易。

此外，研究人员还提出了一种模型来帮助确定肠道微生物组的其它成员如何作用于宿主机体。研究者表示，你可以改变细菌并应用同样一套测试。

与该研究领域的很多人的期望相反，本文研究工作并不需要非常花哨的技术，他们利用称之为光谱分析和化学合成的传统方法来寻找并理解这种脂质分子的功能，实际上，尽管其具有显著的活性，但这种脂质仍然拥有一种通用结构，其在更为先进的基因组或代谢组分析中会被忽略。肠道微生物组和机体免疫系统非常复杂，这或许就会让我们所期待的答案也会变得复杂，然而有时候复杂的事情仅仅是很多简单的事情组合在一起形成的。

综上，本文研究结果表明，研究人员识别出了一种特殊分子及其等效的合成类似物（其非经典的TLR2–TLR1信号通路），以及其免疫调节选择性和低剂量的免疫调节效应或许能提供一种分子机制来帮助分析A. muciniphila菌群设定免疫基调的能力以及其在人类机体健康和疾病中的不同模式和作用。

原始出处：

Bae, M., Cassilly, C.D., Liu, X. et al. Akkermansia muciniphila phospholipid induces homeostatic immune responses. Nature (2022). doi：10.1038/s41586-022-04985-7