Cell偶然发现突破传统认知：肠道微生物不限于细菌

　　

生物通报道：虽然科学家们一直都知道细菌就是肠道微生物的主要组成部分，但是越来越多的研究发现这个过程十分复杂，不同生物体内的微生物有时能联合起来一致对外，有时又会互相厮杀。一项最新研究表明一种新发现的原生动物能保护其宿主小鼠，不会受到肠道菌群的感染。

这一研究成果公布在10月6日的Cell杂志上。文章通讯作者，西奈山Icahn医学院Tisch癌症研究所和免疫研究所、肿瘤科学系教授Miriam Merad表示，“这是一个偶然且重要的发现，研究表明分析微生物不能局限于细菌，这至关重要。”

（小鼠结肠中 T.mu 的扫描电镜SEM图像）

我们时常忘记微生物其实并不仅仅就是细菌，这个概念包括细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生动物等在内的一大类生物群体，之所以称为微生物，是因为它们个体微小，与人类生活密切相关。因此微生物是比细菌更大的类群，记住这一点也许你也能获得与Merad一样的重要发现。

最初Merad等人意识到这一点是因为，他们发现他们自己培养的小鼠肠道中的免疫细胞，要比外面供应商买回来的小鼠肠道中免疫细胞要多。实验室研究生Aleksey Chudnovskiy，也就是本文第一作者与博士后Arthur Mortha想要看看这到底是为什么。

所以他们对两组小鼠进行了肠道清洗和研究，结果惊讶的发现西奈山本身培养的小鼠肠道中有鞭毛原生动物（flagellated protozoa，生物通译），之后通过DNA测序，研究人员解析了这种原生动物，这是一种新的原生动物寄生虫，他们将其命名为 Tritrichomonas musculis （T.mu）。

进一步的研究表明，当将这种原生动物加到原来没有它的小鼠体内，这些小鼠也会增加肠道中的免疫细胞数量，以及炎症细胞因子的数量。就此研究人员开始深入探讨其中的分子机制，他们发现 T.mu 能激活小鼠肠道上皮细胞中的 炎症小体（inflammasome ），从而激活细胞因子。炎症小体是由胞浆内模式识别受体(PRRs)参与组装的多蛋白复合物，是天然免疫系统的重要组成部分。此外研究人员还发现树突状细胞也是诱导炎症反应的必需成分。

为了确定肠道中 T.mu 会影响小鼠抗击感染的抵抗力，研究人员又用沙门氏菌感染小鼠，发现肠道中具有 T.mu 的小鼠对沙门氏菌感染具有极强的抵抗力，“这一物种的保护作用非常惊人”，Chudnovskiy 说。

T.mu与dientamoeba fragilis（脆双核阿米巴）同源，后者是在许多人体肠道中都发现过的寄生虫，不过研究人员并不清楚是否这种寄生虫也具有相同的保护作用。

“从发达国家去到新兴城市旅游的旅客很容易出现肠道感染，这可能是原有土著人群肠道中存在原生动物，能保护他们，”Merad 解释道。

对抗病原体的战斗决定了人类的生死存亡，只有免疫系统更强的人才能存活下来。这可能就是微生物组参与进化的一大原因，因此找到能加强免疫力的菌群，并用于治疗研发中，十分重要。

（生物通：张迪）

原文检索：

Cell, Chudnovskiy et al: "Host-protozoan interactions protect from mucosal infections through activation of the inflammasome"

While conventional pathogenic protists have been extensively studied, there is an underappreciated constitutive protist microbiota that is an integral part of the vertebrate microbiome. The impact of these species on the host and their potential contributions to mucosal immune homeostasis remain poorly studied. Here, we show that the protozoan Tritrichomonas musculis activates the host epithelial inflammasome to induce IL-18 release. Epithelial-derived IL-18 promotes dendritic cell-driven Th1 and Th17 immunity and confers dramatic protection from mucosal bacterial infections. Along with its role as a “protistic” antibiotic, colonization with T. musculis exacerbates the development of T-cell-driven colitis and sporadic colorectal tumors. Our findings demonstrate a novel mutualistic host-protozoan interaction that increases mucosal host defenses at the cost of an increased risk of inflammatory disease.