从肠道到眼睛:共生微生物作为自身免疫性葡萄膜炎的潜在诱因

自身免疫性葡萄膜炎是一组影响视网膜及相关组织的炎症性疾病,是人类失明的主要原因。人们认为,这种疾病是由能够识别眼睛特有的蛋白质(抗原)的循环淋巴细胞激活引发的,因此它们获得了侵入健康眼睛并诱发葡萄膜炎的能力。这些淋巴细胞如何以及在哪里被激活一直是一个谜,因为它们被编程识别并激活它们的蛋白质在眼睛内部,是不可接近的。由于伦理和实际的原因(病人在疾病已经发展之后才来到诊所),诸如此类的问题无法在人类身上进行研究。因此,研究人员依靠动物官方manbetx手机版模型在可以通过实验控制和操纵的环境中研究疾病相关过程。

淋巴细胞激活

图1所示。肠道中淋巴细胞在共生菌群上的激活示意图,这赋予了它们诱导葡萄膜炎的能力。(改编自美国国家眼科研究所的新闻稿)。

在传统的葡萄膜炎动物模型中,实验小鼠或大鼠使用来自眼睛的蛋白质进行免疫(将其加入含有热杀结核细菌的油乳剂中,称为完全弗氏佐剂,可增强免疫反应)。然后,它们的淋巴细胞被激活,动物患上葡萄膜炎。然而,这些模型不适用于研究疾病的自然原因,因为触发因素是由研究人员以免疫的形式提供的。官方manbetx手机版因此,我们在基因工程小鼠中开发了一种新的自身免疫性葡萄膜炎模型,这种模型由于循环视网膜特异性淋巴细胞数量增加而自发地发展为疾病。

通过研究这些额外含有荧光报告分子以显示淋巴细胞激活的小鼠,我们观察到视网膜特异性淋巴细胞在肠道中被激活。这种情况甚至发生在动物出现临床明显的葡萄膜炎之前,并且在视网膜抗原基因缺失的小鼠中仍然存在。用抗生素治疗小鼠,或在无菌条件下饲养它们,导致疾病的发展大大延迟和减弱,表明肠道中的细菌是一个潜在的触发因素。事实上,进一步的实验表明,从基因工程小鼠中分离出来的循环视网膜特异性淋巴细胞可以用富含细菌的肠道内容物提取物培养激活。此外,当这些淋巴细胞随后注射到基因正常的受体中时,会诱发葡萄膜炎,而自己培养的淋巴细胞则不会。无菌动物提取物没有激活作用。总的来说,这些发现表明,肠道内的细菌制造了某种东西(我们鉴定为一种蛋白质),对视网膜特异性淋巴细胞来说,这种东西“看起来”与它们被编程识别的视网膜抗原相似。然后这些淋巴细胞进入循环系统,进入眼睛,由于它们的激活状态,它们能够渗入眼睛,导致葡萄膜炎(图1)。

由于肠道微生物组的复杂性,目前还不可能确定负责的微生物和表征它们的产物。生物信息学和生物学方法可以帮助我们实现这一目标,但仍有许多工作要做。然而,无论如何,我们的发现对人类葡萄膜炎的病因学有明确的意义。此外,鉴于生活在我们体内和体表的微生物种类几乎是无限的,如果它们能够模仿视网膜抗原,它们就有可能产生模仿其他自身免疫性疾病中组织抗原的物质。如果这是真的,共生微生物可能比目前所认识的更常见的自身免疫性疾病的触发因素。

虽然从这些研究中收集到的知识可以帮助我们了解这种疾病的生物学,但这些结论还不能应用于临床。鉴于我们所知道的微生物群对免疫、宿主防御和代谢的正常发育和功能的重要性,用广谱抗生素进行预防性治疗是不可行的。此外,我们还不能确定哪些人有患葡萄膜炎的风险。然而,随着我们知识的进步和我们以越来越选择性的方式控制不良免疫反应的能力的发展,特定的免疫干预或引入适当的益生菌和益生元可能成为可能。

出版

微生物依赖的自身反应性T细胞受体激活在免疫特权部位引发自身免疫。
Horai R, Zárate-Bladés CR, Dillenburg-Pilla P, Chen J, Kielczewski JL, Silver PB, Jittayasothorn Y, Chan CC, Yamane H, Honda K, Caspi RR。
2015年8月18日

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