語音播報
時至今日,其致病機理、發(fā)病原因尚未可知,也無特效藥物用于治療。
中科院上海營養(yǎng)與健康研究所研究員錢友存課題組,通過系統(tǒng)分析肺纖維化病理組織中微生態(tài)的變化,揭示了肺纖維化病理發(fā)生的分子機制,為治療該疾病提供了新的靶點。相關成果近日發(fā)表于《免疫》。
肺部的“大秘密”
黏膜微生態(tài)一直是當前免疫學領域的研究熱點,它已被證明廣泛參與多種黏膜組織免疫穩(wěn)態(tài)的維持以及相關疾病的發(fā)生。比如,腸道共生菌群是哺乳動物中最具特征的微生態(tài),在腸道免疫發(fā)育和腸道生理學中扮演著關鍵角色;腸道微生態(tài)失調將會導致腸道相關疾病,如炎癥性腸病或結直腸癌等。
“然而,肺部微生態(tài)卻尚未得到很好的探索研究,其對肺內穩(wěn)態(tài)的影響在很大程度上是未知的?!闭撐耐ㄓ嵶髡咤X友存告訴《中國科學報》,原因在于,以往肺部通常被認為是無菌的,只有感染時才會有微生物存在。但近年來,隨著測序技術的發(fā)展,研究人員發(fā)現,在正常小鼠肺組織中也存在著相對豐富的微生態(tài)菌群。
據臨床報告顯示,特發(fā)性肺纖維化患者的肺部呈現出一種特殊的微生態(tài)菌群,研究表明其變化可能與疾病進展有關。不過,被改變的肺部微生態(tài)是否導致了特發(fā)性肺纖維化的發(fā)生,這仍需要進一步研究確定。
錢友存介紹,博萊霉素誘導的肺纖維化是研究該疾病時廣泛應用的模型。研究人員借助該模型,通過抗生素清除肺部菌群的小鼠和無菌小鼠實驗,發(fā)現當肺部微生態(tài)菌群消失時,肺纖維化病理顯著減輕。
為驗證肺部菌群是否可以誘導肺纖維化,研究人員又做了“反向實驗”。
實驗之前,該團隊通過高通量測序發(fā)現,在肺纖維化過程中,肺部擬桿菌屬和普雷沃菌屬兩種細菌明顯升高。他們將上述兩類細菌放回小鼠肺部,模擬肺內微生態(tài)菌群紊亂,結果促發(fā)了博萊霉素誘導的肺免疫細胞浸潤、諸如膠原沉積等細胞外基質的肺纖維化,以及小鼠死亡。
“肺部中一些條件致病菌本來較少,一旦疾病發(fā)生,這些菌群增多了。這說明肺纖維化病理組織中菌群發(fā)生明顯紊亂,而這可能是觸發(fā)肺纖維化病理,甚至是死亡的關鍵?!卞X友存說。
“搗蛋分子”白細胞介素—17B
紊亂的肺部微生態(tài)是如何誘發(fā)肺纖維化的呢?
研究人員發(fā)現,白細胞介素—17B是關鍵的“搗蛋分子”,這位原本在白細胞介素—17家族中名不見經傳的“小家伙”卻在這里“顯露鋒芒”。
白介素—17家族細胞因子有6個成員,從白介素—17A到白介素—17F。錢友存團隊在黏膜微生態(tài)與白介素—17家族細胞因子領域有著深厚的積累,他們發(fā)現,腸癌發(fā)生過程中紊亂的微生態(tài)菌群可以通過調控白介素—17C的產生促進腸癌的發(fā)生;此外,腸道中微生態(tài)菌群也可以通過調控白介素—17A的分泌促進腸道損傷修復。
已有研究表明,白介素—17A和白介素—17E可促進肺纖維化,但它們如何表達的機理仍不清楚,該家族其他因子是否參與肺纖維化的發(fā)生也還有待確定。
研究人員實驗發(fā)現,肺部微生態(tài)的變化誘導白介素—17家族細胞因子的產生,相關細菌調控白介素—17B的表達。
那么,白介素—17B是在哪里產生?又在哪里“施展拳腳”呢?
研究人員利用骨髓移植、細胞分選等實驗手段表明,在肺纖維化發(fā)生過程中,肺泡巨噬細胞“孕育”了白介素—17B。此外,他們還發(fā)現了兩種明顯增多的細菌——肺部擬桿菌屬和普雷沃菌屬可以分泌外膜囊泡,而其攜帶的脂多糖和脂蛋白等成分能刺激TLR-MYD88信號傳導,從而促進白介素—17B的表達。
疾病發(fā)生的最后一步,則是“團伙作戰(zhàn)”的結果。
研究人員解釋,白介素—17B可直接作用于肺部上皮細胞,進而誘導下游基因的表達,促進中性粒細胞的招募以及Th17細胞的分化(在自身免疫疾病、炎性疾病和癌癥中發(fā)揮著重要的作用,可分泌白介素—17A),最終致使肺部嚴重炎癥損傷和肺纖維化的發(fā)生。
研究未完待續(xù)
“白介素—17家族細胞因子在炎癥反應的發(fā)生發(fā)展中不可忽視。”錢友存說。
白介素—17家族細胞因子在機體免疫系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用,它們可以誘導細胞分泌活性分子促進機體抵抗多種病原體的感染,但同時也有“邪惡”的一面,當機體產生由于多種遺傳和環(huán)境因素所導致的慢性炎癥時,它們又會加速多種慢性疾病的病程。
科學家正致力于研究白介素—17家族細胞因子對于不同炎癥反應的調控機制。目前,白介素—17A是家族中最具代表性的,也是被研究得最為清楚的成員。
“在基礎研究方面,白介素—17A的功能做得比較充分。而就肺纖維化而言,我們在臨床病人樣本里看到白介素—17B和白介素—17A均為上調,但它們究竟發(fā)揮什么作用、應用在哪些場景中,還需要臨床研究,它們可成為臨床治療的重要靶標?!卞X友存表示,另外,通過揭示肺部菌群在調節(jié)肺黏膜相關疾病,尤其是肺纖維化中的功能及其作用機制,也為相關研究和疾病的臨床治療提供了新思路。
?。ㄔd于《中國科學報》 2019-03-21 第4版 綜合)
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