想象一下,我們的腸道就像一座繁華的大都市,里面住著數(shù)以萬億的"居民"——各種各樣的微生物。這些微小的鄰居們不僅能幫我們消化食物,還默默地影響著免疫系統(tǒng)。在這個微觀的世界里,人體也在與這些"居民"溝通著!最近,中國科學院的科學家們揭開了這個有趣的秘密。
一.一場跨越物種的"外交"
2025年5月14日,《自然》雜志刊登了一項由中國科學院上海營養(yǎng)與健康研究所錢友存團隊和分子細胞科學卓越創(chuàng)新中心宋昕陽團隊聯(lián)合完成的一項研究。他們發(fā)現(xiàn)了人體內(nèi)一種名為"載脂蛋白L"(APOL)的特殊蛋白質(zhì)---就像一位經(jīng)驗豐富的外交官,能夠精準識別并與特定的腸道細菌"握手言和"。
這個發(fā)現(xiàn)非常的有趣!機體有一套精密的"敵我身份識別系統(tǒng)",能夠區(qū)分哪些菌是"友軍",哪些菌是"敵軍",并能與友軍們建立特殊的合作關(guān)系,以共御外敵!
二.智能的"身份驗證"系統(tǒng)
在這項研究中,研究團隊發(fā)現(xiàn)了一個令人驚嘆的事實:即腸道細胞會分泌一種叫做APOL9的蛋白質(zhì),它能夠特異性地識別并結(jié)合一類叫做擬桿菌目(Bacteroidales)的腸道"好細菌"。
這種識別的過程就像海關(guān)檢查護照一樣精確。在細菌的表面,有一種特殊的"脂質(zhì)身份證"——神經(jīng)酰胺-1-磷酸(Cer1P),而APOL9蛋白就像訓練有素的海關(guān)人員,能夠準確識別這張"身份證"。一旦確認身份無誤,就會與這些友好共生菌建立友好聯(lián)系。
更有趣的是,我們體內(nèi)也有類似的"外交官"——APOL2蛋白,它的工作原理與小鼠的APOL9如出一轍。這說明這套精妙的識別系統(tǒng)在漫長的生物進化過程中被保留了下來,足見其重要性。
[新型載脂蛋白APOL9通過結(jié)合擬桿菌Cer1P分子誘導OMVs釋放并激活I(lǐng)FN-γ-MHC-II通路以增強腸道黏膜免疫]
三.不是抗生素式"消滅",而是"合作"
我們可能會想,既然是免疫蛋白,是不是要殺滅細菌呢?答案讓人意外:APOL蛋白并不會傷害這些細菌,反而會促使它們釋放出裝滿有用信息的"信使包裹"——又叫外膜囊泡(OMVs)。
這就好像兩個友好國家,之間的信息交流。當APOL蛋白與細菌"握個手"后,共生菌會主動把一些重要信息打包,裝入納米級的小囊泡中交給我們。這些納米級的囊泡里裝滿了各種各樣的信號分子和抗原等”信息”,我們的免疫系統(tǒng)接收到這些信息后,就能更好地了解腸道的整體情況,提前做好防御準備。
四.腸道免疫的"情報網(wǎng)絡(luò)"
研究團隊進一步發(fā)現(xiàn),這些菌釋放的納米級囊泡能夠激活腸道細胞的干擾素-γ信號通路,增強MHC-II分子的表達。通俗點說,就是讓腸道的"哨兵們"更加警覺,能夠更好地識別和應(yīng)對潛在的威脅。
這個過程就像建立了一個高效的情報信息網(wǎng)絡(luò):友好的共生菌來當"特工",并定期向人體免疫系統(tǒng)匯報腸道的情況;而人體則根據(jù)這些情報,調(diào)整自己的防御和改進策略,這樣既保護了腸道健康,又維持了與有益細菌的和諧共存。
五.當"外交官"缺席時會怎樣?
為了驗證這套系統(tǒng)的重要性,研究團隊進行了一個關(guān)鍵實驗:他們準備了缺乏APOL9蛋白的小鼠,然后觀察會發(fā)生什么。
結(jié)果令人震驚:當這些小鼠感染沙門氏菌時,它們的免疫反應(yīng)明顯減弱,感染擴散得更嚴重,生存率也大大降低。這就像失去了”交流信息系統(tǒng)”的軍隊,無法與友軍有效溝通,在面對敵人入侵時顯得孤立無援。
但是,當科學家們給這些小鼠補充”細菌囊泡”時,它們的免疫功能得到了顯著改善,感染癥狀也減輕了。這進一步證實了這套"外交指揮"系統(tǒng)的重要性。
這套”外交系統(tǒng)”的路徑非常清晰:APOL9→識別細菌→細菌釋放納米級的外膜囊泡OMVs→激活T細胞→增強免疫防御。它揭示了人體免疫系統(tǒng)是如何“精準合作”的,也為未來的菌群療法提供了理論支持。
六.從實驗室到生活:這項發(fā)現(xiàn)性研究的意義?
這項發(fā)現(xiàn)是科學上的突破,它可能為我們的健康帶來實際上的益處:
1.對疾病治療的啟迪:許多腸道疾病,如炎癥性腸病,可能與這套識別系統(tǒng)的異常有關(guān)。未來,我們或許能夠通過調(diào)節(jié)APOL蛋白的功能來治療這些疾病。
2.個性化醫(yī)療的可能:每個人的腸道細菌組成都不同,了解了這套識別機制后,我們可能能夠設(shè)計出更加個體化的治療方案。
3.新藥開發(fā)的方向:科學家們可以模擬細菌囊泡的作用,探索出新的免疫調(diào)節(jié)物質(zhì)。
最后:未來的探索之路
APOL9蛋白與神經(jīng)酰胺-1-磷酸(Cer1P)之間的特異性的相互作用展現(xiàn)出了宿主與腸道微生物群在長期共同進化中形成的精密分子的'外交對話'。研究團隊也計劃進一步探索人類APOL2蛋白的作用,并研究是否能夠通過調(diào)節(jié)這一通路來增強腸道的免疫屏障。因為,腸道是人體最大的免疫器官.
這項發(fā)現(xiàn)型的研究,也開啟了一個全新的研究領(lǐng)域,讓我們重新認識機體與腸道共生菌之間的交流互動關(guān)系--即機體會主動地與它們進行著復雜而精妙的"外交"活動。
在微觀的世界里,每時每刻都在上演著跨物種的合作與溝通!而中國科學家的這項發(fā)現(xiàn),為我們打開了--理解這場"外交"活動的一扇重要窗戶,也為未來的醫(yī)學治療提供了新的可能性。
也許有一天,在我們談?wù)摻】禃r,會更多地考慮如何維護好這個腸道里的"外交官們",也讓免疫與共生菌們和諧共處,共同維護彼此的”和平”與健康。
參考文獻:
Yang, T., Hu, X., Cao, F.等。載脂蛋白L靶向共生體調(diào)節(jié)腸道免疫。 《自然》 (2025)。https://doi.org/10.1038/s41586-025-08990-4