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普拉梭菌诱导的人类CD4+CD8α+ Tregs对肠道炎症的保护作用

期刊:JCI InsightDOI:10.1172/jci.insight.154722

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研究团队与发表信息

本研究由Sothea Touch(法国索邦大学、圣安东尼研究中心)、Emmanuelle Godefroy(南特大学)和Nathalie Rolhion(索邦大学)作为共同第一作者,Francine JotereauHarry Sokol(圣安东尼医院消化科)作为共同资深作者合作完成,发表于JCI Insight期刊(2022年6月;卷7,期12,文章号e154722)。研究团队来自法国多个知名机构,包括索邦大学、国家健康与医学研究院(INSERM)、农业科学研究院(INRAE)等。


学术背景

研究领域:肠道免疫调节与炎症性肠病(Inflammatory Bowel Disease, IBD)的微生物-免疫互作机制。
科学问题:IBD(如克罗恩病和溃疡性结肠炎)的发病与肠道菌群紊乱密切相关,其中Faecalibacterium prausnitzii(普拉梭菌)的丰度在患者中显著降低。该菌具有抗炎特性,但其如何通过调节免疫细胞(如调节性T细胞,Tregs)发挥作用尚不明确。
研究目标
1. 验证人类肠道中一类新型Tregs(CD4+CD8α+双阳性Tregs,简称dp8α Tregs)是否依赖普拉梭菌激活并缓解肠道炎症;
2. 揭示dp8α Tregs在IBD患者中的临床相关性及其与普拉梭菌丰度的关联。


研究流程与方法

1. 实验模型构建

  • 研究对象:使用免疫缺陷小鼠(NSG-Ab°DR4),其缺乏鼠源MHC II类分子但表达人源HLA-DR*0401等位基因,可移植人源免疫细胞。
  • 细胞处理
    • 从HLA-DR*0401+健康供体分离CD4+效应T细胞和dp8α Tregs(通过流式分选CCR6+CXCR6+表型);
    • 构建普拉梭菌特异性dp8α Treg克隆(通过抗原提呈细胞负载普拉梭菌筛选)。
  • ** colitis模型**:小鼠接受葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导结肠炎,分为四组:
    • 仅注射CD4+ T细胞(对照组);
    • CD4+ T细胞+dp8α Tregs;
    • CD4+ T细胞+dp8α Tregs+普拉梭菌灌胃;
    • 仅普拉梭菌灌胃。

2. 体内功能验证

  • 评估指标
    • 疾病活动指数(DAI):体重下降、便血、腹泻评分;
    • 组织学评分:炎症程度、隐窝损伤;
    • 分子标志物:结肠内容物脂钙蛋白-2(LCN-2)、抗菌肽Reg3b/Reg3g的mRNA表达。
  • 流式细胞术:追踪人源T细胞在小鼠血液和结肠固有层(Lamina Propria, LP)的定植。

3. 临床队列分析

  • 人群:250例IBD患者(185例克罗恩病、65例溃疡性结肠炎)和73例健康对照。
  • 检测
    • 流式细胞术:量化外周血中CCR6+CXCR6+ dp8α Tregs频率;
    • qPCR:粪便中普拉梭菌DNA丰度;
    • 多变量回归:分析dp8α Tregs与疾病活动参数(如CRP、复发)的关联。

4. 创新方法

  • 人源化小鼠模型:首次将HLA-DR*0401限制性dp8α Tregs与普拉梭菌联用,模拟人类免疫应答;
  • 克隆扩增技术:通过特异性抗原刺激扩增dp8α Tregs,保留其功能表型。

主要结果

  1. dp8α Tregs依赖普拉梭菌发挥抗炎作用

    • 仅当dp8α Tregs与普拉梭菌联用时,小鼠DAI评分显著降低(P<0.05),结肠炎症减轻(组织学评分下降50%);
    • 单独使用dp8α Tregs或普拉梭菌均无效,表明需二者协同激活。
  2. 分子机制证据

    • dp8α Tregs组结肠中Reg3b/Reg3g表达下调,提示抑制抗菌肽过度产生;
    • LCN-2(炎症标志物)水平降低,与临床缓解一致。
  3. 临床相关性

    • IBD患者外周血dp8α Tregs频率显著低于健康对照(P<0.001),且与疾病活动度(如CRP>5)负相关;
    • 克罗恩病(回肠受累型)中,dp8α Tregs数量与粪便普拉梭菌丰度呈正相关(r=0.45,P<0.01),提示菌群-免疫轴的存在。

结论与意义

  1. 科学价值

    • 首次证明dp8α Tregs通过普拉梭菌依赖的机制调控肠道炎症,填补了IBD中非FoxP3+ Tregs功能研究的空白;
    • 揭示了“菌群-免疫细胞”互作的新靶点,为IBD的个体化治疗提供理论依据。
  2. 应用前景

    • 普拉梭菌或其代谢产物可能作为诱导dp8α Tregs的益生菌制剂;
    • dp8α Tregs频率可作为IBD活动度的生物标志物。

研究亮点

  1. 创新发现:鉴定出CCR6+CXCR6+ dp8α Tregs亚群,明确其普拉梭菌特异性及抗炎功能;
  2. 技术突破:建立人源化小鼠模型,实现人类免疫细胞-菌群互作的体内模拟;
  3. 临床转化:通过大样本队列验证了实验室结论的临床适用性。

其他价值

  • 矛盾点解析:既往认为FoxP3+ Tregs是IBD的主要调节细胞,但本研究提出dp8α Tregs可能在某些亚型中更关键;
  • 局限性:小鼠模型无法完全模拟人类肠道微环境,需进一步验证dp8α Tregs在人体组织中的功能。

(全文约2000字)

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