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Science揭秘腸道菌的“智慧”，借助免疫系統“安居樂業”
| 導讀 | 近幾年，腸道微生物因與人類健康息息相關而備受矚目。關于腸道菌與人類的共生，暗藏著很多驚喜和意外?，F在，科學家們發現，一種負責抵抗病原體的免疫蛋白竟然是一些明顯無害的細菌得以在腸道中“安家”的關鍵。 |
圖片來源：Pixabay
哺乳動物的腸道溫暖、濕潤且營養豐富，是細菌們生長的*環境。它們集聚于此，并發揮著重要的功能，包括食物消化、營養吸收、免疫防御等?？茖W家們一直試圖弄清楚腸道微生物與宿主保持和諧關系的機制。
5月3日，《Science》期刊發表了以“Gut microbiota utilize immunoglobulin A for mucosal colonization”為題的文章，揭示免疫球蛋白（IgA）是幫助腸道細菌“定居”腸道的關鍵。
來自于加州理工學院的微生物學家Sarkis Mazmanian和團隊發現，細菌會誘導IgA蛋白覆蓋其表面，從而確保自身進入腸道黏液層，成為腸道菌群的穩定組成。
DOI: 10.1126/science.aaq0926
免疫球蛋白A
IgAzui初發現于50年前，是機體分泌zui多的抗體之一，負責防御病原體入侵。人類每天生成3-5g IgA抗體，約占機體抗體總表達量的75%。日本RIKEN Yokohama研究所的免疫學家Sidonia Fagarasan曾在2002年揭示IgA蛋白會幫助某些細菌生存，而不是消除它們。他認為，細菌與免疫系統之間的“對話”可能影響著多種生理過程。
我們都知道，母乳中含有豐富的IgA蛋白?？紤]到IgA水平低的小鼠體內依然存在有異常的微生物，Fagarasan推測，IgA行使著維持體內細菌平衡的職責。
An electron microscopy image of a section of the mouse gut, showing B. fragilis aggregating close to the epithelial cells that make up the lining of the gut. Credit: Mazmanian laboratory
研究
Sarkis Mazmanian團隊一直試圖了解腸道細菌Bacteroides fragilis（B. fragilis，與減輕結腸炎、多發性硬化癥甚至于孤獨癥有關）在不斷變化的腸道環境中長期存在的機制。
通過一系列研究，Sarkis Mazmanian團隊發現，免疫球蛋白A是關鍵。他們發現，細菌表面表達有能夠與大量IgA結合的糖分子。通常，IgA會包裹住病原體進而消滅它們。但是現在，IgA的覆蓋能夠促使細菌聚集在腸壁，進入黏液層，zui終在腸道中“安居樂業”。一旦缺乏免疫球蛋白A，微生物將無法在腸道中長久寄居。
為進一步證實IgA的功能，研究團隊利用基因工程技術改造獲得無法表達IgA的小鼠（在無菌環境中培養）。當給小鼠添加B. fragilis細菌后，只有正常表達IgA的小鼠腸道中會檢測到B. fragilis，而不表達IgA的突變小鼠腸道則沒有B. fragilis長久存在。
除了B. fragilis，研究人員發現，還有一些細菌同樣受IgA蛋白影響。“這些結果展現了人類與微生物協同進化的細節。” Mazmanian解釋道，“除了抵抗病原體的入侵，免疫球蛋白A可能還負責腸道菌群的共生。”
責編：悠然
參考資料：
By wrapping itself in antibodies, this bacterium may become a stable, beneficial part of the gut
A gut bacterium's guide to building a microbiome