《Cell》肠道真菌影响神经免疫和行为

威尔康奈尔医学院(Weill Cornell Medicine)的科学家们进行的一项新的临床前研究表明，肠道内的一组特定真菌可以保护肠道免受伤害，并影响社会行为。这一发现进一步扩展了“肠道-免疫-大脑轴”的研究，这是一种信号系统，可能对健康和疾病的生理产生广泛影响，不仅受身体自身细胞的影响，也受体内微生物的影响。

　　

   

   

图:肠道黏膜中的真菌诱导免疫信号(IL-17细胞因子)，影响神经系统和动物行为。

艺术家:Katarina Liberatore。

这项研究发表在2月16日的《Cell》杂志上，揭示了一组新的分子信号，将肠道中的真菌与它们全身的宿主细胞(包括免疫细胞和神经元)连接起来。

“我们已经在肠道内壁真菌诱导的主要免疫途径和影响动物行为的神经系统信号之间建立了直接联系，”资深作者Iliyan Iliev博士说，他是胃肠病学和肝脏病学的医学免疫学副教授，也是威尔·康奈尔医学院吉尔·罗伯茨炎症性肠病研究所的成员。

来自威尔康奈尔医学院的Dilek Colak、Melanie Johncilla和Megan Allen以及来自威尔康奈尔医学院和纽约长老会医院的Rhonda K. Yantiss博士也参与了这项研究。

肠道内壁必须平衡相互冲突的需求，从食物中吸收水分和营养物质，同时充当一个屏障，防止肠道中大量的微生物侵入血液。检查该系统在一个小鼠模型,科学家们绘制的位置不同真菌肠,发现一个独特的联盟内的真菌往往会积累在肠道上皮细胞附近的特定网站,或衬里,表明这些物种殖民肠道和互动与附近的上皮细胞。

携带这些真菌的小鼠能够更好地抵御肠道屏障的破坏，比如肠道损伤和细菌感染。“当我们把特定的真菌群落添加到小鼠身上时，这些屏障功能得到了加强，”Iliev博士说。

改善肠道屏障完整性并不是真菌的唯一效果。在单独的实验中，研究小组发现，肠道中携带真菌群落的小鼠比没有这些真菌的动物表现出更多的社会行为。

这两种效应似乎都源于动物自身的T细胞，一种免疫细胞。真菌导致T细胞分泌两种免疫信号蛋白，细胞因子IL-22和IL-17。真菌诱导的IL-22在上皮内发挥局部作用，加强其屏障功能，而IL-17则进入血流并最终到达有受体的神经元。神经元中缺乏IL-17受体的小鼠不会表现出真菌定植的社会效应。

“有一种和谐——不同类型的生物体之间或不同类型的生物体之间的一种沟通，”Iliev博士说。

现在，研究人员希望进一步探索这个通信网络。“我们正试图深入这种交互的机制,观察信号在神经层面参与不同的大脑区域,”主要作者Irina Leonardi博士说。

一种诱人的可能性是，肠道中不同的微生物群落可以刺激大脑和免疫系统的不同区域，对宿主的生物学产生不同的影响。

“这开启了一个全新的探索领域，”Iliev博士说。