有些人會對特定的食物(比如花生、牛奶、雞蛋等)過敏,如果不小心吃了會引發強度各異的免疫反應。而在大多數情況下,我們食用的食物都會通過一種叫做“口服耐受”的機制巧妙地避開消化系統的免疫反應,不過這一機制目前還不甚瞭解。之前的研究表明調節性T細胞(尤其是外周調節性T細胞,pTreg)可能參與了這一過程。
pTreg細胞是由常規T細胞分化而來,主要分佈於腸道內。這一分佈特徵意味著它們很可能是受到了腸道共生菌的影響。之前的實驗通過給小鼠口服抗原,發現一部分抗原特異性的CD4+T細胞能夠轉變為pTreg細胞,但這是否與特定的食物型別有關並不清楚。為了解釋這一問題,來自韓國基礎醫學院免疫學研究所的Charles D. Surh課題組進行了詳細的研究,相關結果發表在最近一期的《Science》雜誌上。
首先,他們做了一個非常厲害的實驗:通過化學控制的方法給GF小鼠飼餵經過鑑定不含有任何大分子化合物的飼料(即有效避免了食物抗原的存在),得到了AF(Antigen Free)小鼠系列。通過檢測,作者發現這些小鼠與正常小鼠的各項生理指標都相近,只是體內缺乏維生素A與維生素D。AF小鼠小腸皮下固有層中淋巴細胞的數量明顯較低,其中CD4+ T細胞的數量最為明顯。這一現象說明腸道內的CD4+T細胞數量受到食物中抗原的調控。 之後,作者發現AF小鼠小腸固有層的CD4+ Treg細胞數量也明顯低於SPF小鼠,這一表型與GF相似。通過進一步的分析,減少的這部分Treg細胞中有很大成分是pTreg細胞。總之,以上結果說明食物中的抗原能夠促進腸道固有層中pTreg細胞的增殖與分化。
接下來,作者分析了究竟哪些食物抗原(液體或者固體)對腸道pTreg的發育有關。與上述相似,他們對不同型別的小鼠(SPF,AF,GF)小鼠飼餵咀嚼類食物。結果顯示,相比對照組,實驗組的小鼠小腸固有層的pTreg細胞數量得到了明顯增加。這說明固體類食物中的抗原對此類細胞在腸道內的發育具有重要作用。
除了食物抗原之外,腸道微生物對於pTreg的發育也具有重要作用。之前的研究表明腸道微生物能夠促進RORgamma t+ Treg細胞的分化。實驗結果表明,AF小鼠與GF小鼠(正對照)腸道內該類細胞數量均明顯減少。除此之外,AF小鼠中RORgamma t- Treg細胞的樹立啊你個也明顯降低,這一現象與GF小鼠不同。通過細菌定植或者改變飼餵方式,作者發現RORgamma t+ Treg細胞的數量受到腸道微生物的影響,而ROR gamma- Treg細胞的數量則受到食物抗原的影響。
之後,作者發現在AF小鼠中腸道CD103+ CD11b+ DC的數量也明顯下降。這部分細胞主要用於誘導Treg細胞的分化;與此相反,AF小鼠腸道內CD103- CD11b+ DC的數量則是SPF(GF)小鼠的三倍之多。
總之,作者通過上述實驗證明食物中抗原是誘導小腸固有層中pTreg細胞分化的關鍵因素,而後者會在維持腸道免疫耐受環境中起到十分關鍵的作用;食物中抗原的缺乏會導致腸道中誘導pTreg產生的DC數量降低,進而影響pTreg的數量。由於這部分抗原經常存在於固態食物中,也就揭示了為何小孩子經常會產生食物過敏的症狀,而這些症狀隨著時間的推移會慢慢消失。
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