Cell Rep:腸道微生物可以保護小鼠免受流感病毒感染

2019-09-15 08:36:56


研究人員近日在《Cell Reports》雜誌上發表報告稱,腸道微生物刺激非免疫肺細胞中的抗病毒訊號,以在感染初期抵禦流感病毒。增強的基線I型干擾素(IFNα/β)訊號驅動了抗病毒反應,減少了小鼠流感病毒複製和體重減輕,但隨著抗生素治療這種保護作用會減弱。
"這項研究支援了以下觀點:服用抗生素不當不僅會促進抗生素耐藥性、消除有用的保護性益生菌,還可能使你更容易受到病毒感染。"來自英國弗朗西斯·克里克研究所的該研究通訊作者Andreas Wack說道。"在一些國家,畜牧業大量使用抗生素,用於預防感染,因此接受治療的動物可能更容易受到病毒感染。"
IFNα/β訊號免疫防禦病毒感染中起著核心作用。這些途徑通過精細微調可以獲得抗病毒保護,同時避免組織損傷的炎症。這種平衡在具有導致高干擾素產生的遺傳變異的個體中是明顯的。它們可以增強對病毒的免疫反應,但另一方面,它們顯示出慢性自身炎症的跡象。目前還不清楚IFNα/β訊號如何調節這種平衡來同時保證最小程度的炎症反應和最大程度的抗病毒保護作用。

圖片來源:Cell Reports
為了解決這個問題,Wack和他的團隊利用由於突變增加IFNα/β受體的表達水平的小鼠進行了研究,這些小鼠的基線IFNα/β訊號升高了。這些小鼠對流感病毒感染更有抵抗力,體重減輕較少,感染8小時後病毒基因表達降低,兩天後流感病毒複製減少。鑑於病毒載量控制較早,因此隨後IFNα/β訊號和抗病毒免疫反應沒有完全啟動。結果表明,調節IFNα/β受體的表達水平可以精準調控肺部的IFNα/β訊號。
基線IFNα/β訊號增強的保護作用在抗生素治療2-4周後降低了,主要在肺間質細胞的IFNα/β訊號降低了--這是一群組成結構組織器官的非免疫細胞。相反,糞便移植逆轉了抗生素引起的對流感病毒感染的易感性,這表明腸道微生物可能發揮了作用。
總的來說,結果表明微生物群增加了肺間質細胞的IFNα/β訊號,從而提高了抵禦流感病毒感染的能力。這項新發現與之前的研究結果一致,之前的研究表明,口服抗生素治療的小鼠更容易感染病毒,包括甲型流感病毒。
Wack說:"這項研究和以往的研究都表明,微生物驅動的訊號可以在多個層面發揮作用,在非免疫細胞中誘導抗病毒狀態,在感染早期控制感染,並在感染後期增強免疫細胞的功能。"
下一步,研究人員計劃進一步研究微生物驅動抗病毒耐藥的確切起源和機制。"以前的研究表明,肺部基質細胞中微生物驅動的訊號可能來自腸道或肺部," Wack說。然而,在這裡展示的研究中,糞便移植實驗的結果強烈表明,腸道參與了這種效應。我們很想知道從腸道到肺部訊號的確切性質,我們正在研究幾個假設。"

參考資料:

Bradley and Finsterbusch et al.: "Microbiota-driven tonic interferon signals in lung stromal cells protect from influenza virus infection" Cell Reports DOI:10.1016/j.celrep.2019.05.105


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