Nature期刊:腸道的免疫中文字幕
視頻來源:自然雜誌
字幕翻譯:付強@科學視覺
人類的腸道可以是破壞性的場景,比如炎症性腸病疾病,是通過不適當控制的免疫反應產生的。腸道通常是人體與微生物接觸的第一個點。每一個滿嘴的食物都伴隨著一貨車的微生物,它們會接觸到腸內最內層的粘膜。大多數的微生物都被胃裡的酸性環境所破壞,但是有少數頑強的微生物能進入腸道。
腸表面覆蓋著一種叫做絨毛的突起,其主要功能是吸收營養。然而,這些結構和底層組織也承載著人體最大的免疫細胞群。在腸粘膜上散布著一種叫做peyer的小塊狀結構(派伊爾淋巴集結)。這些物質淋巴組織富集,使它們成為協調對病原體的免疫反應的關鍵場所,同時促進對無害微生物和食物的耐受性。
絨毛包含一個血管網路,將營養物質從食物輸送到身體的其他部分。從派伊爾淋巴集結和絨毛的淋巴管進入腸系膜淋巴結。絨毛內部是一種鬆散的結締組織,稱為「層膜」,在絨毛的底部是宿主幹細胞,以補充上皮細胞。最後,上皮細胞和它厚厚的覆蓋粘液形成了一個對抗微生物入侵的重要屏障。在派伊爾淋巴集結的基質中嵌入了免疫細胞,包括T和B淋巴細胞、巨噬細胞和樹突狀細胞。派伊爾淋巴集結的一個關鍵功能是抗原的取樣,在這種情況下主要是細菌和少量的食物。
為方便這一點,派伊爾淋巴集結有一種更薄的粘液層,還有一種叫做M細胞的特殊吞噬細胞,它可以通過一個叫做「轉胞吞作用
」的過程將物質穿過上皮屏障。最後,樹突狀細胞能夠在上皮細胞之間擴展樹突,以對抗原進行取樣,然後將這些抗原分解並提呈給淋巴細胞。以這種方式取樣抗原通常會導致所謂的致耐受性激活,在這種激活中免疫系統會引發一種抗炎症反應。
這些樹突細胞帶著它們的抗原,然後向派伊爾淋巴集結的t細胞區運輸。在遇到特定的T細胞時,樹突細胞會將它們轉化為免疫調節細胞,稱為調節T細胞或T reg。這些細胞功能的缺陷與動物和人類的炎症性腸病有關。
然後這些T細胞通過淋巴管轉移到絨毛的膜上。在這裡,T細胞分泌一種叫做IL-10的分子,它在固有層和上皮層自身對免疫細胞產生抑制作用。因此,IL10對於維持免疫的平靜和防止不必要的炎症是至關重要的。然而,這種免疫平衡如果被打破會導致腸道病理,如果在長時間內發生並且不受控制的時候,它會導致炎症性腸病。
化學,機械,或病原體引發的屏障破壞,加上特殊的敏感基因,都可能引發炎症。與細菌接觸的上皮細胞被激活導致細菌的大量湧入。由上皮細胞釋放的警報分子激活了免疫細胞和附近的T細胞,il-10的分泌促使免疫反應進展。在這種環境下,樹突細胞也會被激活,並開始釋放一些關鍵的炎症分子,如il-6、il-12和il-23。效應t細胞也會出現在現場,這些細胞通過分泌自己的炎症分子、腫瘤壞死因子α、干擾素和IL-17來協調免疫反應的升級。
在效應T細胞到達後不久,貪吃的嗜中性粒細胞被招募,中性粒細胞是清除細菌的關鍵。在嗜中性武器的兵器庫中,有一種武器能夠經受一種自身破壞導致的巨大變化稱為NETosis(中性粒細胞胞外陷阱)。這就留下了一大堆DNA被各種酶飽和,稱為嗜中性細胞外陷阱。雖然這能有效地殺滅細菌入侵者,並堵住上皮壁的任何侵入。它也會對組織造成間接傷害。
慢慢地,情形發生轉變,細菌入侵被擊退。任何剩餘的中性粒細胞都通過細胞凋亡而死亡,這是一種非炎症性的細胞死亡形式,並被巨噬細胞清除。通過從腸內隱窩的新細胞替換任何損壞的細胞,從而恢復上皮的完整性。最後,調節T細胞(T-regs)被再次招募,以使免疫反應平靜下來。針對腸道病理學中涉及的分子,可以有效地治療炎症性腸病。
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