細菌代謝物對腸道免疫反應產生重大影響

至少十年來，科學家們已知道腸道中的正常細菌能夠誘導腸道免疫細胞長出稱為樹突（dendrite）的觸須狀結構來“捕獲”抗原，從而觸發即時和長期的免疫反應。不太清楚的是這些細菌是如何激活這一過程的。

如今，在一項新的研究中，來自日本大阪大學等研究機構的研究人員發現激活這一過程的分子一直隱藏在顯而易見的地方。相關研究結果于2019年1月23日在線發表在Nature期刊上，論文標題為“GPR31-dependent dendrite protrusion of intestinal CX3CR1+ cells by bacterial metabolites”。

代謝物是在代謝過程中產生的小分子。代謝是在所有活的細胞內發生的化學過程，可確保細胞持續發揮功能。人們已在許多有機體中深入研究了代謝途徑，因而大多數常見的代謝物具有非常少的秘密。然而，在這項新的研究中，他們描述了他們如何取得了一項重要的發現：兩種已知的代謝物---丙酮酸和乳酸---實際上促進小腸中的CX3CR1+巨噬細胞產生樹突。

論文共同**作者Naoki Morita解釋道，“在分析了現有的研究后，我們猜測存在于小腸中的細菌代謝物可能介導樹突產生。在純化來自小鼠小腸內含物的不同組分之后，我們發現由正常的腸道菌群產生的乳酸和丙酮酸直接作用于腸道巨噬細胞。”

接下來，這些研究人員發現作為一種存在于小腸巨噬細胞表面的蛋白，GPR31是這兩種代謝物的特異性受體。缺乏GPR31的小鼠在被給予丙酮酸或乳酸后顯示出CX3CR1+細胞的樹突產生減少了，結果就是在遭受一種非致病性的沙門氏菌菌株感染后，抗體產生也減少了。

論文共同**作者Eiji Umemoto說，“我們隨后研究了用丙酮酸或乳酸以及非致病性沙門氏菌預處理正常小鼠是否讓它們抵抗毒力較強的沙門氏菌菌株感染。正如我們所預測的那樣，經過預處理的正常小鼠，而不是沒有經過預處理的GPR31缺陷小鼠，在感染上毒力較強的沙門氏菌菌株后，表現出增加的存活率和增強的免疫反應。”

論文通訊作者Kiyoshi Takeda解釋道，這項研究有多種臨床應用。“鑒于這些代謝物增強了免疫反應，它們可能用于提高口服疫苗的有效性，而且在開發旨在清除腸道病原體的療法中，GPR31是一種有前景的治療靶點。因此，我們期望乳酸、丙酮酸和GPR31將在不久的未來作為一種激活免疫反應的新靶標加以探索。”