以前的临床前研究(这里这里)已经表明,肠道微生物群有助于调节对流感感染的宿主反应 - 无精细菌或抗生素治疗的小鼠通常表现出对流感病毒的弱保护。然而,介导这种效果和涉及的微生物因子的潜在机制尚未完全阐明。

最近的一次学习为首的撒迪厄斯博士Stappenbeck来自加州大学的病理和免疫学系华盛顿大学医学院(美国圣路易斯,美国)发现一个特定的肠道微生物通过在植物食品中自然发现的黄酮类化合物来调节小鼠中流感感染的免疫应答

研究人员使用了小鼠模型在缺乏外源性病毒感染(命名为Irgm(-/-)敲除小鼠)的情况下,I型干扰素(IFNs)持续升高,其中免疫相关鸟苷三磷酸酶家族M成员1不表达。该实验模型首次被验证为在肺I型IFN升高的背景下研究宿主对流感感染的应答,基于以前的研究显示I型IFN信号传导涉及所述肠道微生物酵母的响应病毒感染。它被几种测定证实了Irgm(-/-)小鼠肺中I型IFN升高,对流感具有抗性,而感染的小鼠表现出体重减轻,死亡率约为50%。当IRGM(/ - )小鼠缺乏I型IFN受体(IFNAR)时,流感诱导对照的对照,这表明I IFN信号传导在小鼠保护中与流感感染相关。

也有人认为,微生物代谢物可能通过增强I型IFN信号传导而对流感感染具有保护作用。在目前的研究中,研究人员通过基于细胞的高通量筛选试验筛选了84种微生物代谢物,旨在识别增强IFN信号通路成分的小分子。研究发现有11种代谢物可诱导I型IFN信号传递,这意味着它们提高了IFN的效力,并可能提供对病毒感染的保护。其中3个代谢物I型IFN通路扩增呈剂量依赖性增加。在野生型小鼠的粪便和血清中均发现代谢物脱氨基酪氨酸(DAT),它是植物性食物中黄酮类化合物的降解产物,也可由肠道细菌通过氨基酸代谢合成。DAT单独给药而不使用抗生素可增加肺部几种I型ifn刺激基因的表达

当给小鼠注射DAT后,这些小鼠感染了流感病毒,与未注射DAT的小鼠相比,这些小鼠的肺损伤较小,即使DAT治疗的小鼠表现出与未接受治疗的小鼠那些相同的病毒感染水平。这些数据显示DED通过在感染前增强I IFN信号传导来保护来自流感感染的影响。根据Stappenbeck.,领先作者:“微生物和DAT并没有阻止流感感染本身;小鼠还有病毒。但是,DED使免疫系统造成肺组织“。它也被证明了I型IFN保护来自流感感染依赖于肺吞噬细胞,这是众所周知的先天免疫细胞参与保护宿主免受细菌和病毒病原体的侵害。

为了研究特定的肠道细菌在DAT生成(以及随后的流感防护)中的作用,研究人员获得了分离的Clostridium orbiscindens.C. Leptum.肠球菌粪便器,并发现C. Orbiscindens.是降解槲皮素的细菌-a类型的类黄酮基质 -最有效地;这与前一个同意学习在人类身上证明了C. Orbiscindens.来自人类粪便来代谢几种类黄酮。C. Leptum.粪大肠没有降解黄酮类化合物,并且含有所有三种细菌物种的小鼠粘颈内容物也降解了黄酮基板,但与C. Orbiscindens.独自的。除此之外,小鼠用万古霉素,新霉素,氨苄青霉素和甲硝唑 - 抗生素预处理,可增强流感相关的死亡率 - 之后伴有磷酸盐缓冲盐水,野生型小鼠粘膜内容物或分离株C. Orbiscindens,C. Leptum大肠fecalis两个都C. Orbiscindens.盲肠内容物保护小鼠免于流感死亡率和发病率

DAT对免疫系统的有益作用只出现在感染前,而不是在感染后期间.在流感感染前1周预处理小鼠,随后在感染时停止治疗,以及连续的DAT给药,受到感染相关死亡率和体重减轻的保护小鼠。然而,DAT 2天后的饲养给药没有保护作用。

最后,研究人员发现DED通过IFNAR和Stat1型I IFN信令放大器发出其影响- IFNAR下游的信号分子而不是通过增强I型IFN感应

总之,肠道对流感感染的肠道微生物群保护取决于微生物代谢物的产生C. Orbiscindens..DAT通过吞噬吞噬机制进入血液和触发I IFN信号传导。具体地,施用DAT的时间是相关的,因为它在感染前施用时只会赋予流感感染的保护,但在施用后染色时没有。

参考:

Steed AL, Christophi GP, Kaiko GE,等。微生物代谢物Desaminotyrosine通过I型干扰素保护从流感科学.2017年;357(6350):498-502。DOI:10.1126 / science.AAM5336。