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肠道菌群与免疫性神经炎症的关系

【摘要】:哺乳动物的宿主与其肠道菌群之间的相互作用会诱导机体产生适应性免疫应答。肠道受损,会诱导全身性T细胞反应失调,最终致使远端器官的自身免疫性疾病,例如类风湿性关节炎或者自身免疫性神经炎症等。结果表明,饮食中色氨酸的限制会改变肠道菌群的代谢特性,进而影响脑炎性T细胞反应。肠道菌群、饮食色氨酸和适应性免疫之间的这种联系可能有助于制定预防自身免疫性神经炎症的治疗策略。

哺乳动物的宿主与其肠道菌群之间的相互作用会诱导机体产生适应性免疫应答。肠道受损,会诱导全身性T细胞反应失调,最终致使远端器官的自身免疫性疾病,例如类风湿性关节炎或者自身免疫性神经炎症等。共生肠道菌群控制着抗原特异性T细胞向保护性调节T细胞或促炎T细胞分化。食物中的营养成分微生物群分解成短链脂肪酸,而微生物的生态平衡受到特定饮食成分的影响。相关研究表明,营养成分强烈影响着肠道微生物群落的组成和功能特性。本文研究了不同饮食条件下控制食物的组成以调节小鼠模型的肠道菌群情况,将含有4mg/mL的结核分枝杆菌H37Ra的CFAMOG35-55多肽皮下注射小鼠胸腔外侧,分别在0天和2天后注射200ng百日咳毒素,观察小鼠体征,进行阶段评分。深度麻醉后,脱臼或者灌注处死4分的小鼠,计算每只小鼠的临床EAE分数总和。另外,对小鼠进行免疫,9~11天后分离皮细胞和淋巴细胞,用10μg/mL的MOG35-55体外再刺激3天,诱导Th17细胞极化,使用负消耗富集CD4T细胞,评估临床症状。随后,用蛋白质含量丰度的食物饲喂小鼠,免疫前所有小鼠饲喂1~2周,定期监测体重减轻量,如果不超过30%,进行腹腔注射补充剂。分离脾脏、LN和CNS中的淋巴细胞,应用细胞滤网获得单细胞悬液,对深度麻醉的小鼠进行心脏PBS灌输,分离中枢神经系统浸润的淋巴细胞,染色,进行流式细胞术检测。通过电喷雾电离串联质谱(ESI-MS/MS)测量血浆中的氨基酸和皮质酮浓度,并将小鼠血浆样品置于冰上解冻,取30μg获得的上清液注入HPLC进行分析,最后使用Chromeleon™7.2色谱数据系统分析获得的结果。通过超高效液相色谱—电喷雾电离—高分辨率质谱对粪便和血浆样品进行色氨酸(Trp)分析,将解剖的脊髓固定后进行组织学、免疫化学实验,使用Fiji软件对T淋巴细胞(CD3)或巨噬细胞(CD107b)浸润进行定量分析。分析每只动物的几个切片,并计算不同组的脊髓浸润面积的平均百分比。将处死小鼠的脾细胞进行染色处理,用MOG35-55重新刺激细胞,测定T细胞的离体增殖情况,并用ELISA试剂盒测定血清细胞因子的含量,再用流式细胞术检测CD4T细胞以评估体内的增殖情况。最后,提取回肠和结肠的粪便沉淀物中的总基因组DNA进行16s rDNA扩增。

结果显示,色氨酸作为一种必需氨基酸可以消除多发性硬化症小鼠模型中的中枢神经系统自身免疫,食物中的色氨酸限制会导致促脑炎性T细胞反应受损,并伴有轻度的肠道炎症反应和肠道菌群的明显表型转移,色氨酸对无菌小鼠的几乎无保护作用。结果表明,饮食中色氨酸的限制会改变肠道菌群的代谢特性,进而影响脑炎性T细胞反应。肠道菌群、饮食色氨酸和适应性免疫之间的这种联系可能有助于制定预防自身免疫性神经炎症的治疗策略。(www.chuimin.cn)