隔山打牛!腸道微生物組訓練的 T 細胞有助於治癒受傷的肌肉和肝臟

0

哈佛醫學院 ( Harvard Medical School, HMS ) 研究人員發現,腸道中產生的一類調節性 T 細胞 ( Tregs ) 能修復受傷的肌肉和受損的肝臟。腸道微生物群會促進一類免疫細胞(RORγTregs)的產生,並充當其訓練營,招募這些細胞來治療肌肉損傷,這些細胞亦有助於修復脂肪肝。整體來說,這些 Tregs 充當免疫治療師,在身體周圍巡邏並對來自遠處受傷部位的求救信號做出反應。

肌肉損傷誘導來自腸道的免疫細胞聚集

哈佛醫學院的 Diane Mathis 博士說:「 腸道微生物驅動一種調節性 T 細胞的產生並由腸道排出,可以是感知損傷的哨兵,也可以修復損傷。」人體免疫系統的用途非常廣泛。其中,T 細胞以其在抵抗感染、控制發炎和殺死新生腫瘤等聞名。 Tregs 高度特化且存在於各種器官中,控制局部發炎並調節器官免疫的特異性。此研究也有另一種可能為脂肪肝疾病的治療設計提供訊息。這篇研究發表在《 Immunology 》雜誌上。團隊指出:「表達 Foxp3 的調節性 T 細胞是 CD4+ T 淋巴細胞的一個子集,是維持免疫耐受性的關鍵。

在非淋巴組織中發現了一類專門的『組織 Treg 細胞 ( tissue-Treg cells ) 』,包括骨骼肌、皮膚和結腸。這些組織 Tregs 與微環境中的免疫和非免疫細胞交流並發揮多種功能,進而在各種情況下保護組織穩定狀態,例如調節代謝、受到損傷時加強對微生物群的調節,讓組織再生等。到目前為止,RORγ+ Treg 細胞的功能主要與粘膜健康有關,對維持腸道耐受性有不可或缺的作用。」腸道微生物可通過控制 Tregs 的產生來調節腸道免疫力,但幾乎沒有證據表明腸道 Tregs 會影響腸道以外的組織。

肌肉包含由微生物群塑造的腸道 RORγ+ Treg 細胞,可調節肌肉修復

因此,研究人員在進行不同器官中的免疫細胞分類時,對腸道 Tregs 與肌肉細胞混合在​​一起感到不解。例如在調查非淋巴組織中的 Treg 細胞異質性 ( heterogeneity ) 時,有一群 RORγ+ Treg 細胞在急性損傷後早期,累積在再生骨骼肌中。因為大多數 Treg 細胞是在胸腺中產生。結腸 Tregs 很少出現在小腸和大腸以外,他們分析了細胞的分子特徵,證實了他們在肌肉中發現的 Tregs 確實是類結腸的 Tregs,肌肉和結腸 RORγ+ Treg 細胞共享轉錄特異性和 TCR 特異性。

研究團隊發現經過基因改造而缺乏此類結腸 Treg 的小鼠肌肉恢復速度明顯較慢。在癒合過程,這些動物受傷的肌肉組織中發炎更嚴重,痊癒時出現肌肉疤痕或纖維化,顯示肌肉修復不良。

肌肉 RORγ+ Treg 細胞保護分化的肌肉幹細胞免受 IL-17A 的影響

研究人員餵食小鼠抗生素以耗盡它們有益的腸道細菌,這些經抗生素治療的小鼠更難從肌肉損傷中恢復過來。但是,當它們的腸道微生物群恢復時,這些動物治癒肌肉的能力也會提高。結腸 Tregs 通過抑制一種叫做 IL-17 的發炎訊號來幫助肌肉癒合過程。 IL-17A 對肌肉衛星細胞 ( muscle satellite cells, MuScs ) 有直接的影響。

團隊表示:「 因 RORg+ Treg 細胞在肌肉再生中, IL-17A 產生的時間調節具關鍵作用,在再生早期及時納入 RORγ+ Treg 細胞似乎對於將 MuSCs 與 IL-17A 分隔開來的分化相當重要,進一步恢復體內平衡。」團隊發現腸道免疫細胞能普遍發揮類似的修復作用,腸道 RORγ+ Treg 細胞可驅動遠端部位的組織穩定狀態,構成由微生物群協調的跨組織通訊模式。肝、腎和脾臟等器官都含有腸道 Treg,但低於受傷肌肉中的含量。脂肪肝小鼠的結腸 Tregs 水準明顯高於肝臟健康的小鼠,證實腸道 Tregs 在控制腸道外發炎的作用。此外,患有脂肪肝並且經過基因工程改造而缺乏腸道 Tregs 的小鼠的疾病結果明顯更差,肝臟疤痕形成更嚴重。證實了腸道 Treg 細胞在減少脂肪肝造成發炎和疤痕形成方面的保護作用。

提出腸道免疫細胞可參與治療全身其他各種器官損傷的可能性

該團隊強調腸道微生物群的重要性,並建議更謹慎使用抗生素 ( antibiotic, Abx ) 。因為微生物群依賴 RORγ+ Treg 細胞對 IL-17 媒介的發炎的調節可能是跨多個腸外位點發揮作用的總軸。後續研究將可能為設計脂肪肝或受傷骨骼肌癒合的有益微生物療法。

參考資料:
1. https://www.cell.com/immunity/fulltext/S1074-7613(23)00045-6?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS1074761323000456%3Fshowall%3Dtrue

©www.geneonline.news. All rights reserved. 基因線上版權所有 未經授權不得轉載。合作請聯繫:[email protected]

Share.
error: 注意: 右鍵複製內容已停用!