人才视界丨王荃/姚智课题组发现细菌来源的吲哚-3-乳酸调控肠道免疫稳态机制
天津市免疫学研究所、基础医学院王荃教授和姚智教授近期合作在 PNAS 发表论文，题目为“Bacterial indole-3-lactic acid affects epithelium-macrophage crosstalk to regulate intestinal homeostasis”。
黏膜组织是微生物和人体最重要的相互作用界面。肠道黏膜组织聚集了人体 70%以上的微生物群和免疫细胞。越来越多的证据表明微生物及其相关代谢物对于调节肠道免疫稳态具有极为重要的作用，影响稳态的微生物和效应物质的鉴定与机制解析是国际上的前沿研究领域。炎症性肠病（IBD）是一类与免疫稳态失调密切相关的肠道炎性疾病，在我国发病率呈上升趋势。IBD发病机制复杂，与环境、宿主遗传易感性、肠道菌群紊乱，免疫应答异常等多种因素有关。IBD 的治疗长期以来是临床上面临的巨大挑战。调节肠道免疫稳态的共生菌群及代谢物质的研究有望为 IBD 治疗提供新思路。
该研究在人源肠道菌群中筛选获得一株兼性厌氧细菌-大肠杆菌 Ec-TMU，发现该菌株能够产生丰富的色氨酸代谢物，其中吲哚-3-乳酸（ILA）具有显著的调节肠道稳态效应。机制方面，发现 ILA 通过 AHR 下调糖酵解、NF-κB 和 HIF 信号通路，抑制炎症环境中的上皮细胞产生 CCL2/7，减少炎型巨噬细胞在结肠组织的累积。临床数据显示，粪便 ILA 水平与 IBD 进展显著负相关。该研究提出了肠道共生细菌调节肠道免疫稳态的新机制，为 IBD 的治疗提供了潜在策略。
此外，课题组前期在小鼠肠道菌群中筛选鉴定了一株具有缓解结肠炎的兼性厌氧细菌 Enterobacter ludwigii，发现其通过代谢物诱导 DC-Treg 介导的免疫耐受调节肠道稳态。该研究 2022 年发表在Cell Reports，题为“Enterobacter ludwigii protects DSS-induced colitis through choline-mediated immune tolerance”。
目前很多研究认为兼性厌氧细菌是肠道稳态失调的原因，而忽略了这种现象可能更多是肠道微环境变化对菌群影响的结果。上述研究突破了对于兼性厌氧菌的固有认知，提示兼性厌氧细菌中存在多种菌株通过不同方式参与了肠道从炎症状态到免疫稳态恢复的过程，为肠道共生菌群和机体免疫系统互作的研究提供了新的角度。基础医学院免疫学系博士研究生于开源为第一作者，王荃教授和姚智教授为共同通讯作者。临床样本得到天津医科大学总医院王邦茂主任和周璐主任的支持。课题组长期围绕黏膜组织中的细菌和人体免疫系统的相互作用开展研究，近年来取得系列成果：(1) 发现调节肠道稳态的多个菌株和代谢物，阐明其调节机体免疫细胞的新机制( PNAS,2023; Microbiome,2022; Cell Reports,2022)；(2) 鉴定尿道病原细菌与机体免疫系统在致病-防御过程中的多种关键因子和机制(Autophagy,2023; Nature Communications,2021; mBio,2022)；(3) 靶向病原细菌关键毒力因子，提出了病原菌诊断新方法和抗感染新策略(EBioMedicine,2019; Mucosal Immunology,2020; 专利转让 1 项)。作者介绍
王荃
天津医科大学基础医学院免疫学系教授，博士生导师。专注于细菌和宿主免疫系统相互作用的研究。以通讯作者在PNAS，Microbiome，Autophagy，Nature Communications等期刊发表 SCI 论文 10 余篇，授权国内发明专利多项。担任中国微生物学会分析微生物学委员，中华医学会微生物与免疫学分会青年委员，中华医学会细胞生物学分会青年委员等。
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