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共生細(xì)菌和宿主之間存在代謝相互作用
瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員近日在《Immunity》上提出了一種機(jī)制。他們認(rèn)為,正是通過這種機(jī)制,免疫系統(tǒng)的問題才可能導(dǎo)致共生性的生態(tài)失調(diào),從而促進(jìn)與年齡有關(guān)的病癥。
腸道細(xì)菌近年來C位出道,已逐漸成為生物醫(yī)學(xué)研究中的焦點(diǎn)。通過多方面的研究,我們了解到居住在腸道內(nèi)的不同細(xì)菌群體會對身體的各種功能產(chǎn)生顯著的影響,包括免疫系統(tǒng)。
幾乎所有的動物都存在功能平衡的腸道菌群。當(dāng)這種平衡遭到破壞時,比如生病或者服藥,它會引起一種稱為生態(tài)失調(diào)的病癥,與許多疾病相關(guān),甚至?xí)s短壽命。盡管大家都了解這一點(diǎn),但很少有人知道腸道細(xì)菌如何具體影響人體健康。
瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員近日在《Immunity》上提出了一種機(jī)制。他們認(rèn)為,正是通過這種機(jī)制,免疫系統(tǒng)的問題才可能導(dǎo)致共生性的生態(tài)失調(diào),從而促進(jìn)與年齡有關(guān)的病癥。
研究人員利用果蠅來探索腸道細(xì)菌與免疫系統(tǒng)之間的相互作用。他們發(fā)現(xiàn)了一種稱為肽聚糖識別蛋白SD(PGRP-SD)的受體蛋白,這種蛋白是共生菌群和腸道平衡的重要調(diào)節(jié)劑。2016年,研究小組發(fā)現(xiàn)PGRP-SD能夠檢測到外來的細(xì)菌病原體,并讓果蠅的免疫系統(tǒng)對抗它們。
在這項(xiàng)研究中,他們關(guān)閉了PGRP-SD的基因,從而產(chǎn)生了免疫系統(tǒng)受損的果蠅。事實(shí)證明,這些突變果蠅的壽命比正常果蠅短,且腸道內(nèi)植物乳桿菌(Lactobacillus plantarum)的數(shù)量異常高。
研究人員發(fā)現(xiàn),這些細(xì)菌會在果蠅體內(nèi)產(chǎn)生過量的乳酸。反過來,這又引發(fā)了活性氧的產(chǎn)生,引起細(xì)胞損傷和組織衰老。反之,當(dāng)他們增加了PGRP-SD的產(chǎn)量時,發(fā)現(xiàn)它可以防止生態(tài)失調(diào),甚至延長了果蠅的壽命。
通訊作者Bruno Lemaitre說:“在這里,我們發(fā)現(xiàn)共生細(xì)菌和宿主之間存在代謝相互作用。乳酸是一種由植物乳桿菌產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物,在果蠅腸道中產(chǎn)生并加工,副作用是產(chǎn)生促進(jìn)上皮損傷的活性氧。”研究人員推測,哺乳動物的腸道中也有類似的機(jī)制。