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科学家揭示了肠细菌在verting型1型糖尿病中的作用

时间:2021-10-22 14:55:00 来源:

一个新的哈佛研究发现,通过改变肠道微生物,保护患有1型糖尿病和其他自身免疫疾病的监护基因施加胰腺屏蔽效应。

保持免疫系统平衡并不小壮举。它必须保持敏锐地警惕现货和解除武装外国入侵者,并且足够聪明地识别身体自己的组织和器官,以便从误导的攻击中饶恕它们 - 被称为自身免疫的错误反应。

将免疫系统保持检查的一些工作官员是由一组卫生基因 - 人白细胞抗原(HLA)的细胞表面上的微小蛋白质和小鼠的主要组织相容络合物(MHC)。科学家们渴望知道HLA / MHC基因的某些常见变体,可防止一系列自身免疫性疾病,特别是1型糖尿病。

然而,这些基因和它们调节其免疫调节作用的微小细胞蛋白质在谜团中仍然笼罩。现在,哈佛医学院科学家领导的小鼠的一项研究表明,这些基因中的至少一个具有强烈地由肠道细菌的强烈形状的保护影响,这些肠细菌被共同称为肠道微生物。

该团队的实验,在国家科学院的诉讼程序中发表,表明,尽管患有强大的卫生基因,小鼠的严重炎症 - 一种糖尿病的前体 - 在出生后不久接受抗生素后,或者在a之后接受抗生素无菌环境。

新发现表明,肠道细菌是自身免疫和胰腺细胞功能的有效催化剂,并且肠道微生物酵母的扰动可以沉淀糖尿病。结果还为靶向肠道微生物肿瘤的细菌平衡的免疫调节疗法开辟了途径。

“我们相信,我们的结果不仅向一个长期的神秘提供了线索,而且还提出了改变肠平衡的物质或环境影响的可能性可以调节有源保护基因和形状疾病风险的影响,”Diane Mathis说在HMS的微生物学和免疫生物学系中,与Christophe Benoist一起带领研究。

研究人员谨慎,小鼠和人类之间存在重要的生理差异,并强调需要进一步的研究来阐明肠道细菌如何影响基因活动以及对胰腺的自身免疫攻击的风险。

然而,他们说,他们的结果突出了肠道在适当的免疫功能中的作用,并指向肠道微生物肠道的适当发展中的关键窗口的存在 - 肠道填充有各种细菌的时间。

“我们的调查结果需要在进一步的实验中承担,”Mathis说。“然而,我们的结果有力地说明了早期抗生素暴露可以调节疾病风险的观念,并且在关键期间避免或至少减少婴儿和孕妇的抗生素治疗可能是一个好主意。”

1型糖尿病,估计超过120万美国人的疾病,标志着胰腺的胰岛素产生的功能障碍。这种情况导致体内糖的危险堆积,随着时间的推移,可以在心脏,肾脏,眼睛和大脑上严重造成严重的伤害。与大多数中年和老年人的重量,肥胖和饮食过多,肥胖和饮食产生的更常见的2型糖尿病不同,1型糖尿病往往会袭击年轻的成年人和儿童。

在该研究中,研究人员与小鼠育死,自发地发展糖尿病,经典动物模型用于研究疾病。然而,这种特定组也是为了携带早期研究中所示的保护基因变体,尽管动物的沉重倾向于疾病,但仍然存在于1型糖尿病。

当用抗生素治疗在六周的生命中,小鼠继续开发胰腺炎,尽管携带监护基因,但仍然存在1型糖尿病的前兆。在生命后以后的抗生素治疗 - 出生后六到10周 - 没有导致对糖尿病的保护。研究人员说,观察表明,新生肠道播种了新生肠道。他们补充说,通过施用抗生素干扰该过程似乎破坏了肠道微生物群的平衡,这反过来导致遗传保护丧失。

有趣的是,父亲通过其保护基因的老鼠继续开发糖尿病。然而,从母亲那里继承了守护基因副本的小鼠是抗性的。观察突出了暴露新生儿对母亲的微生物群的关键保护作用,这在出生时通过了。

研究人员发现,母亲在发育前10天内给予抗生素的老鼠丧失了他们的遗传保护,并继续开发胰腺炎。与保护基因出生的小鼠但在早期开发期间剥夺了无菌笼中并剥夺了细菌暴露,从未获得过肠道微生物平衡和疾病保护。这些动物通常在糖尿病小鼠中发育严重的胰腺炎。研究人员说,这一观察结果进一步强调了早期环境暴露于免疫系统的适当发展中的各种细菌的重要性。研究人员指出,该发现也与所谓的卫生假设一致,这使儿童感染率下降和幼儿期间缺乏足够的细菌暴露可能会促进一个人的过敏和自身免疫疾病的终身风险。然而,研究人员谨慎待该链接尚未被证明。

在最后一组实验中,该团队在糖尿病般的小鼠中进行了粪便移植,而不使用从携带卫生基因的小鼠获得的粪便物质进行保护基因。移植后,糖尿病般的小鼠显着降低了胰腺细胞炎症,并没有发展糖尿病 - 一种发现,进一步肯定肠道细菌作为一种强大的疾病调制剂的作用。

共同调查人员包括Michael Silverman,Lindsay Kua,Alessandro Tanca,Mauro Pala,Antonio Palomba,Ceylan Tanes,Kyle Bettinger和Sergio Uzzau。

JPB基金会支持的工作是Howalt家族的礼物,儿科传染病社会团契奖,一名青少年糖尿病研究基金会奖学金,儿童卫生研究中心K12奖,国家卫生学院奖,以及国家科学基金会奖学金。

出版物:Michael Silverman等,“保护性主要的组织相容性复合物质依赖性等位基因通过在Ontogeny的早期塑造肠道微生物,”PNAS,2017; 9671-9676,DOI:10.1073 / PNAS.1712280114


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