腸菌-腦軸-免疫：黏膜真菌保護腸道屏障，促進小鼠社交行為

美國康奈爾大學(xué)Iliev教授等人于2022年2月在學(xué)術(shù)TOP期刊Cell（IF 41.582)上發(fā)表題為“Mucosal fungi promote gut barrier function and social behavior via Type 17 immunity ”的文章，該研究在人和小鼠腸道黏膜中均鑒定出一組與腸腔真菌組成不同的黏膜相關(guān)真菌（Mucosa-associated microbiota，MAF），MAF可通過誘導(dǎo)CD4⁺ Th細胞產(chǎn)生IL-22，從而增強腸道屏障功能；并可通過促進產(chǎn)生IL-17A，作用于神經(jīng)元上的IL-17R受體，從而促進小鼠的社交行為。這些發(fā)現(xiàn)表明真菌群在腸道生態(tài)位中的空間組織是驅(qū)動保護性粘膜免疫的關(guān)鍵因素，這種相互作用對腸道上皮細胞、神經(jīng)元、屏障功能、腸道疾病和宿主行為具有深遠的局部和全身影響。

研究材料
各類品系SPF小鼠、人腸腔內(nèi)容物和粘膜組織、人工真菌群落 

技術(shù)路線
· 步驟1：在人和小鼠的腸道中，均可鑒定出一組MAF，與腸腔真菌的組成有顯著差異；
· 步驟2：特定MAF（而非腸腔真菌）的腸道定殖可誘導(dǎo)CD4⁺ Th細胞產(chǎn)生IL-22，上調(diào)JAK/STAT信號，促進DNA修復(fù)，并增強小鼠的腸道屏障功能；
· 步驟3：MAF可在DSS+抗生素或鼠檸檬酸桿菌感染誘導(dǎo)的小鼠腸道損傷中起保護性作用；
· 步驟4：特定MAF的腸道定殖可誘導(dǎo)系統(tǒng)性的IL-17A產(chǎn)生，并通過作用于神經(jīng)元上的IL-17R，從而促進小鼠的社交行為。

研究結(jié)果
1. 小鼠腸道粘膜相關(guān)的特征真菌群落
消化道不同部位細菌群落組成存在差異，為了探索胃腸道（GI）真菌群落的生物地理學(xué)特征，作者采集了小鼠的胃、空腸、回腸、盲腸和結(jié)腸等GI區(qū)域腸腔（Lumen，LUM）和粘膜（Mucosa，MUC）樣本，進行了ITS測序。結(jié)果顯示GI真菌群落的組成在LUM和MUC間存在顯著差異，而非不同的GI部位，此外LUM真菌群落多樣性顯著高于MUC樣本（圖1 A-C）。通過比較腸道部位真菌群落，分別鑒定出LUM和MUC組中特異性真菌群落，并在人體手術(shù)樣本中發(fā)現(xiàn)了相似的真菌組成特征（圖1 D-F）。這些結(jié)果表明只有一部分特定的真菌群落可以在獨特的腸道黏膜環(huán)境中定植。接下來作者使用抗生素誘導(dǎo)并結(jié)合DSS介導(dǎo)的長期損傷的生態(tài)擾動模型，來評估LUM和MUC相關(guān)真菌群是否具有免疫保護潛力。結(jié)果表明MAF（白色念珠菌、釀酒酵母和扣囊復(fù)膜酵母）提供了對腸道損傷的保護，并降低了小鼠的死亡率和腸道屏障通透性（圖1 G-I）。