科學家發現紊亂的肺部微生態調控白介素-17B促發肺纖維化

2月26日，國際學術期刊Immunity 在線發表了中國科學院上海營養與健康研究所錢友存課題組的最新研究成果「Dysregulated Lung Commensal Bacteria DriveInterleukin-17B Production to Promote PulmonaryFibrosis through Their Outer Membrane Vesicles」。在該項研究中，研究人員系統分析了肺纖維化病理組織中微生態菌群的變化，發現其中Bacteroides和Prevotella兩種菌屬明顯升高，並可以通過分泌外膜囊泡（Outer membrane vesicles, OMVs）調控白介素-17B (IL-17B) 的產生從而促進肺纖維化的發生。該研究還揭示了白介素-17B調控肺纖維化病理髮生的分子機制及其作為治療肺纖維化疾病新的靶點的應用潛能。

粘膜微生態一直是當前免疫學領域的研究熱點，它已經被證明廣泛參與多種粘膜組織免疫穩態的維持以及相關疾病的發生。該團隊多年來圍繞粘膜微生態與白介素-17家族細胞因子做了一系列研究工作，一方面腸癌發生過程中紊亂的微生態菌群可以通過調控IL-17C的產生促進腸癌的發生（Song, et al., Immunity, 2014），另一方面腸道中微生態菌群也可以通過調控IL-17A的分泌促進腸道損傷修復（Song, et al., Immunity, 2015）。儘管如此，目前對肺組織中微生態的功能尚知之甚少。

通過高通量測序等手段，研究人員發現在正常小鼠肺組織中也存在著相對豐富的微生態菌群，而在肺纖維化病理組織中菌群發生明顯紊亂，並且紊亂的肺部菌群對肺纖維化的發生至關重要。接下來的研究發現肺部菌群可以通過誘導IL-17B的表達促進肺纖維化的發生。抗生素清除肺部菌群的小鼠、無菌小鼠以及IL-17B缺失的小鼠都表現出肺纖維化減輕的表型。進一步研究鑒定發現Bacteroides和Prevotella兩個屬的細菌在肺纖維化過程中明顯升高，並且可以通過分泌OMVs促進IL-17B的分泌。利用骨髓移植、細胞分選等實驗手段研究發現IL-17B主要由肺泡巨噬細胞產生，並且發現OMVs是通過其攜帶的脂多糖和脂蛋白等成分作用於肺泡巨噬細胞的TLR2、TLR4受體激活下游Myd88介導的信號從而促進IL-17B的表達。此外，研究發現IL-17B可以直接作用於肺部上皮細胞誘導下游基因的表達從而促進中性粒細胞的招募以及Th17細胞的分化，最終促進肺纖維化的發生。

綜上所述，該研究揭示了肺部菌群在調節肺粘膜相關疾病尤其是肺纖維化中的功能及其作用機制，為臨床治療相關疾病提供了新的思路和治療靶點。

營養與健康所博士後楊大平為論文第一作者，研究員錢友存為通訊作者。該研究得到哈佛醫學院博士後宋昕陽、中科院生物化學與細胞生物學研究所研究員陳江野、上海市免疫學研究所教授王宏林以及上海曙光醫院寶山分院醫生李莉的幫助和支持。經費支持來自於國家自然科學基金委、科技部、中科院等，同時該研究得到營養與健康所公共技術平台和動物平台的支持和幫助。

圖：肺組織中異常升高的微生物菌群通過分泌OMVs調控巨噬細胞IL-17B的產生從而促進肺纖維化病理髮生。

文章來源：上海營養與健康研究所

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