Science揭秘肠道菌的“智慧”，借助免疫系统“安居乐业”

　　哺乳动物的肠道温暖、湿润且营养丰富，是细菌们生长的最佳环境。它们集聚于此，并发挥着重要的功能，包括食物消化、营养吸收、免疫防御等。科学家们一直试图弄清楚肠道微生物与宿主保持和谐关系的机制。

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　　5月3日，《Science》期刊发表了以“Gut microbiota utilize immunoglobulin A for mucosal colonization”为题的最新文章，揭示免疫球蛋白（IgA）是帮助肠道细菌“定居”肠道的关键。

　　来自于加州理工学院的微生物学家Sarkis Mazmanian和团队发现，细菌会诱导IgA蛋白覆盖其表面，从而确保自身进入肠道黏液层，成为肠道菌群的稳定组成。

　　免疫球蛋白A

　　IgA最初发现于50年前，是机体分泌最多的抗体之一，负责防御病原体入侵。人类每天生成3-5g IgA抗体，约占机体抗体总表达量的75%。日本RIKEN Yokohama研究所的免疫学家Sidonia Fagarasan曾在2002年首次揭示IgA蛋白会帮助某些细菌生存，而不是消除它们。他认为，细菌与免疫系统之间的“对话”可能影响着多种生理过程。

　　我们都知道，母乳中含有丰富的IgA蛋白。考虑到IgA水平低的小鼠体内依然存在有异常的微生物，Fagarasan推测，IgA行使着维持体内细菌平衡的职责。

An electron microscopy image of a section of the mouse gut, showing B. fragilis aggregating close to the epithelial cells that make up the lining of the gut. Credit: Mazmanian laboratory

　　最新研究

　　Sarkis Mazmanian团队一直试图了解肠道细菌Bacteroides fragilis（B. fragilis，与减轻结肠炎、多发性硬化症甚至于孤独症有关）在不断变化的肠道环境中长期存在的机制。

　　通过一系列研究，Sarkis Mazmanian团队发现，免疫球蛋白A是关键。他们发现，细菌表面表达有能够与大量IgA结合的糖分子。通常，IgA会包裹住病原体进而消灭它们。但是现在，IgA的覆盖能够促使细菌聚集在肠壁，进入黏液层，最终在肠道中“安居乐业”。一旦缺乏免疫球蛋白A，微生物将无法在肠道中长久寄居。

　　为进一步证实IgA的功能，研究团队利用基因工程技术改造获得无法表达IgA的小鼠（在无菌环境中培养）。当给小鼠添加B. fragilis细菌后，只有正常表达IgA的小鼠肠道中会检测到B. fragilis，而不表达IgA的突变小鼠肠道则没有B. fragilis长久存在。

　　除了B. fragilis，研究人员发现，还有一些细菌同样受IgA蛋白影响。“这些结果展现了人类与微生物协同进化的细节。” Mazmanian解释道，“除了抵抗病原体的入侵，免疫球蛋白A可能还负责肠道菌群的共生。”