維生素 A 不只顧眼睛,還能啟動腸道免疫系統?

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維生素 A 和與視覺密切相關的脂溶性營養素,人體腸道細胞能從日常飲食中能攝取維生素 A,吸收後再代謝成視黃醇(retinol),腸道的骨髓細胞(myeloid cell)會將視黃醇氧化成視黃酸(retinoic acid),視黃酸則啟動腸道免疫系統的 B 細胞、T 細胞運作。

德州大學西南醫學中心(UT Southwestern Medical Center)團隊發表於《Science》最新研究,提出維生素 A 代謝物啟動腸道免疫的關鍵機制,是透過血清澱粉樣蛋白 A(serum amyloid A, SAA)與視黃醇形成複合物,複合物再與免疫細胞表面 LRP1(LDL receptor-related protein 1)結合,進而使得視黃醇能被代謝成視黃酸,並啟動後天免疫系統。

免疫細胞吞噬視黃醇的結合受器:LRP1 蛋白

腸道免疫細胞(如樹突細胞或巨噬細胞)吞噬視黃酸的關鍵受器,是細胞表面的 LRP1 蛋白。LRP1 最早是由同樣出自德州大學西南醫學中心的神經科學家 Joachim Herz 發現,他提出 LDL 受體參與大腦神經訊號傳遞,以及細胞吞噬作用,1985 年的諾貝爾生理醫學獎即與這項發現有關。

此次發佈於《Science》研究,則指出 LRP1 與維生素 A 代謝產物結合,並啟動腸道免疫系統的機制。在腸道細胞被感染的情況之下,細胞會分泌 SAA 蛋白,SAA 蛋白可以跟維生素 A 的代謝中間產物視黃醇形成複合物,腸道免疫細胞表面的 LRP1 再識別複合物,誘導免疫細胞進行內吞作用(endocytic),最終達到 B 細胞分泌免疫球蛋白的作用。

圖片來源:《Science》

在剔除 LRP1 基因的小鼠中,結果顯示其無法利用維生素 A 的代謝物、腸道後天性免疫功能大幅減弱。此外,這些小鼠也更容易被腸道沙門氏菌(Salmonella)感染。

透過維生素 A 治療腸道疾病應用方向

這項研究解釋了維生素 A 如何被腸道細胞利用,並啟動免疫功能的機制。反過來說,透過攝取維生素 A 可以用來發展腸道症的療法,例如治療發炎性腸道疾病,或者克隆氏症(Crohn’s disease)。

另一方面,這項研究也指出腸道免疫功能中,LRP1 蛋白參與調控的角色,因此將來若要改善口服療法的免疫成效,也可以從提升細胞 LRP1 蛋白活性著手。

延伸閱讀:人類第二基因組!腸道微生物菌相不只調控免疫,還與人類老化息息相關?

參考資料:
1. https://www.utsouthwestern.edu/newsroom/articles/year-2021/how-vitamin-a-enters-immune-cells-in-the-gut.html
2. Science, 2021; https://www.science.org/doi/10.1126/science.abf9232

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