Микробиом кишечника играет роль в регуляции иммунной системы,

исследование находит Ученым давно известно, что бактерии в кишечнике, также известный как микробиом, выполняют множество полезных функций для своих хозяев, например, расщепление пищевых волокон в процессе пищеварения и выработка витаминов К и В7.

Тем не менее, новое исследование раскрывает еще одну полезную роль, которую играет микробиом. Группа исследователей из Университета Брауна обнаружила, что у мышей микробиом кишечника регулирует иммунную систему хозяина - так что вместо того, чтобы атаковать эти полезные бактерии защитная система хозяина, бактерии могут мирно сосуществовать с иммунной системой.

В чем секрет работы микробиома с иммунной системой? Витамин А - бактерии умеренно активны, уровень витамина А в кишечнике, защита микробиома от сверхактивного иммунного ответа.

Это понимание может оказаться важным для понимания и лечения аутоиммунных и воспалительных заболеваний. сказал Шипра Вайшнава, доцент молекулярной микробиологии и иммунологии в Браун.

"Многие из этих заболеваний связаны с усилением иммунного ответа или активацией иммунной системы, но мы нашли новый способ, которым бактерии в нашем кишечнике могут ослаблять иммунный ответ, - сказал Вайшнав. - Это исследование может иметь решающее значение для определения методов лечения аутоиммунных заболеваний, таких как болезнь Крона или других воспалительных заболеваний кишечника, а также дефицит витамина А. "

Исследование было опубликовано во вторник, 18 декабря, в журнале Иммунитет .

Микробиомы мышей и людей

Микробиом кишечника - это экосистема, состоящая из 100 триллионов бактерий, которые эволюционировали, чтобы жить в особых условиях кишечника. Сказал Вайшнав. Подавляющее большинство этих бактерий не причиняют вреда своим хозяевам, а наоборот, приносят пользу. Здоровый микробиом, как здоровый лес, имеет множество видов, сосуществующих вместе, и может отражать враждебных вторжений, таких как болезнетворные бактерии или инвазивные виды.

И у людей, и у мышей Типы Firmicutes и Bacteroidetes составляют большую часть кишечного микробного сообщества. Чтобы сыграть свою роль в регулировании иммунной системы своих хозяев, бактерии в микробиоме точно регулируют уровни белка, ответственного за преобразование витамина А в его активную форму в желудочно-кишечном тракте хозяина, обнаружили исследователи.

Команда Вайшнава обнаружила, что бактерии Firmicutes, особенно представители класса Clostridia, уменьшить экспрессию белка в клетках, выстилающих кишечник. Белок, ретинолдегидрогеназа 7 (Rdh7) превращает пищевой витамин А в его активную форму, ретиноевая кислота, Сказал Вайшнав. Бактерии Clostridia, общий как для мышей, так и для людей, также способствуют увеличению запасов витамина А в печени, команда нашла.

Вайшнав ожидает, что результаты можно будет обобщить и на взаимодействия между микробиомом человека и его хозяевами.

Мыши, генетически сконструированные так, чтобы в клетках кишечника не было Rdh7, имеют меньше ретиноевой кислоты в тканях кишечника, как и ожидали исследователи. Конкретно, в кишечнике сконструированных мышей было меньше иммунных клеток, вырабатывающих IL-22, важный клеточный сигнал, который координирует противомикробный ответ против кишечных бактерий. Другие компоненты иммунной системы, такие как клетки с иммуноглобулином А и два типа Т-клеток, были такими же, как у стандартных мышей, предполагая, что Rdh7 необходим только для регуляции противомикробного ответа, Сказал Вайшнав.

Исследователи не знают точно, как подавляется Rdh7, но известно, что бактерии Clostridia продуцируют короткоцепочечные жирные кислоты, которые изменяют экспрессию генов хозяина. В качестве следующего шага в их исследовании команда изучит, как бактерии регулируют экспрессию Rdh7, включая исследование различных жирных кислот с короткой цепью, Сказал Вайшнав.

Кроме того, команда проведет исследование, чтобы понять, почему подавление Rdh7 критично. Они работают над генетической инженерией мышей, чтобы они всегда экспрессировали Rdh7 в клетках кишечника. Вайшнава хочет увидеть, как это влияет на микробиом мышей и приводит ли это к какому-либо воспалению или аутоиммунным заболеваниям у мышей. Они также изучат влияние увеличения запасов витамина А в печени из-за регуляции Rdh7 бактериями, Сказал Вайшнав.

Помощь здоровью человека

Исследователи говорят, что понимание того, как бактерии регулируют реакцию иммунной системы, может быть важным для раскрытия ключей к таким заболеваниям, как болезнь Крона.

Данные клинических исследований показали, что воспаление в кишечнике является результатом нарушенных взаимодействий между хозяином и микробиомом кишечника. Сказал Вайшнав.

«Роль витамина А в воспалении зависит от контекста, и ее очень трудно отделить друг от друга, - сказал Вайшнава. - Изменение статуса витамина А и метаболических генов витамина А совпадает с воспалительными заболеваниями кишечника, но мы не знаем, способствует ли это воспалению или нет. Мы надеемся, что добавление нашего открытия - что бактерии могут регулировать метаболизм или хранение витамина А в кишечнике - может помочь прояснить, почему поле видит то, что видит ».

Эти результаты могут также дать ключ к разгадке важности микробиома в решении проблемы дефицита витамина А. проблема, которая особенно распространена в Африке и Юго-Восточной Азии.

От дефицита витамина А страдает примерно треть детей в возрасте до пяти лет. по данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ). Дефицит витамина А ослабляет иммунную систему и увеличивает риск инфекционных заболеваний. ВОЗ обеспечивает детей из группы риска добавками витамина А в течение последних 25 лет. но он оказался не таким успешным, как ожидалось, согласно Вайшнаву. Это исследование показывает, что бактерии играют большую роль в усвоении и хранении витамина А, и, возможно, детям необходимо иметь правильную комбинацию бактерий в кишечнике, чтобы добавки с витамином А были наиболее эффективными. она добавила.

«Как наша диета, так и бактерии в нашем кишечнике критически связаны в регулировании поведения наших иммунных клеток, «Вайшнав сказал. или они оба вместе, оказывать терапевтический эффект при воспалительных или инфекционных заболеваниях ».

• Изменение генома кавказцев может объяснить более высокую частоту рака пищевода
• Недоедание у детей с болезнью Крона связано с повышенным риском хирургических осложнений