TLR2介导的耐受性树突状细胞诱导:乳酸乳球菌递送HSP65预防1型糖尿病的新机制
《Cellular and Molecular Life Sciences》:Lactococcus lactis-HSP65 requires TLR2 to induce tolerogenic dendritic cells and confer protection against type 1 diabetes in a murine model
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时间:2025年12月03日
来源:Cellular and Molecular Life Sciences 6.2
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本研究针对1型糖尿病(T1D)缺乏有效预防策略的难题,探讨了重组益生菌L. lactis-HSP65通过TLR2通路诱导耐受性树突状细胞(tolDCs)进而调控免疫平衡的作用机制。研究发现该益生菌能显著提升肠道cDC1细胞TLR2表达,促进调节性T细胞(Tregs)分化,降低糖尿病模型小鼠发病率并改善胰岛功能。该成果为自身免疫疾病提供了新型免疫干预策略,发表于《Cellular and Molecular Life Sciences》。
在免疫系统错误攻击胰岛β细胞的1型糖尿病(T1D)发病过程中,如何重建免疫耐受机制已成为治疗突破的关键难点。传统干预手段往往难以精准调控肠道-胰腺轴特有的免疫微环境,而近年来利用益生菌进行黏膜免疫调节的策略展现出独特潜力。其中,来源于麻风分枝杆菌的热休克蛋白65(HSP65)因其卓越的免疫调节功能备受关注,但当其通过基因工程技术改造的乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)进行定向递送时,如何激活特定免疫通路仍待阐明。
这项由圣保罗大学Ribeir?o Preto医学院Daniela Carlos团队开展的研究,首次揭示了L. lactis-HSP65通过TLR2受体激活cDC1细胞诱导免疫耐受的完整通路。研究人员发现,在T1D患者来源的树突状细胞中,TLR2等耐受相关基因表达显著受损,而重组HSP65能逆转这一缺陷并促进调节性T细胞(Tregs)分化。动物实验进一步证实,口服该益生菌可通过肠道cDC1-TLR2轴增强胰腺Treg应答,最终实现对糖尿病发展的有效遏制。该成果为自身免疫疾病的黏膜免疫治疗提供了新靶点,发表于《Cellular and Molecular Life Sciences》。
研究团队采用多维度技术平台验证其科学假设:通过公共转录组数据(GSE143143)分析T1D患者树突状细胞基因表达谱;利用流式细胞术检测小鼠肠道cDC1/cDC2亚群及TLR2+细胞比例;通过体外共培养体系评估CD103+树突状细胞对Treg分化的诱导能力;采用链脲佐菌素(STZ)诱导和NOD自发型两种T1D模型验证益生菌干预效果;借助葡萄糖耐受试验(GTT)和胰岛组织病理分析评估代谢功能改善情况。
对公共数据库RNA测序数据的分析显示,与健康人相比,T1D患者单核细胞来源的树突状细胞(moDCs)中TLR2、CD141、SIRPα等关键耐受相关基因表达显著下调,提示其免疫调节功能存在先天缺陷。
体外实验证实,重组HSP65能显著提升骨髓来源树突状细胞(BMDCs)的MHC-II、CD80和CD103表达,并促进cDC1(CD11b-CD103+)和cDC2(CD11b+CD103+)亚群分化。特别值得注意的是,rHSP65刺激后的树突状细胞分泌IL-10水平显著升高,且其与促炎因子的比值优于LPS刺激组,呈现明确的调节性表型。
在STZ诱导的T1D模型中,L. lactis-HSP65干预使糖尿病发病率从100%降至45.4%,空腹血糖显著改善。组织病理分析显示治疗组胰岛结构完整,胰岛素阳性面积增加,浸润炎症细胞减少。在自发发病的NOD模型中,益生菌同样将糖尿病发生率从80%控制在50%,证实其干预效果具有普适性。
机制探讨发现,L. lactis-HSP65能特异性提升盲肠相关肠系膜淋巴结(cMLN)中TLR2+ cDC1细胞比例,并伴随PD-1+ Tregs数量增加。结肠组织基因检测显示,Ido1、Aldh1a2等耐受相关基因表达上调,TGF-β分泌增强,形成有利于免疫耐受的微环境。
在TLR2基因敲除小鼠中,L. lactis-HSP65的干预效果完全消失:糖尿病发病率未获改善,cDC1细胞数量锐减,Tregs分化能力受损。体外实验进一步证实,TLR2或IL-10缺陷的树突状细胞无法有效诱导Treg分化,明确TLR2-IL-10轴在该免疫调节通路中的核心地位。
该研究系统阐释了黏膜递送HSP65通过TLR2通路诱导免疫耐受的新机制,不仅为理解肠道免疫与胰腺自身免疫的交互作用提供了新视角,更开创了利用工程化益生菌精准调控特定免疫通路的新策略。特别值得注意的是,研究揭示的cDC1-TLR2-Treg轴可能成为多种自身免疫疾病的共性治疗靶点,而基于益生菌的干预方式因其非侵入性和持续作用特点,在临床转化方面具有显著优势。未来研究可进一步探索该策略在人类T1D患者中的适用性,以及与其他免疫调节手段的协同效应,为自身免疫疾病的防治开辟新的路径。
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