科研進展

范祖森課題組揭示腸道上皮細胞新亞群Tuft-2細胞的抗菌作用及其機制

來源:生物物理研究所發布時間:2022-03-23

  2022年3月22日,中國科學院生物物理研究所范祖森課題組在《Immunity》雜志在線發表了題為"Intestinal Tuft-2 cells exert antimicrobial immunity via sensing bacterial metabolite N-undecanoylglycine"的文章,該研究揭示了腸道上皮細胞新亞群Tuft-2細胞通過犁鼻器受體Vmn2r26識別細菌代謝產物N-undecanoylglycine(N-C11-G,十一烷基甘氨酸),從而參與清除腸道抗病原菌,發揮腸道的免疫防御作用。

  腸道上皮作為機體防御的第一道屏障將機體和外界環境分隔開來,上皮細胞通過識別和響應腸道微生物執行腸道黏膜免疫效應。腸道上皮細胞有多種類型,包括腸吸收細胞、杯狀細胞、Tuft細胞、潘氏細胞、腸分泌細胞等。腸道上皮細胞和免疫細胞互作維持腸道的穩態和腸道天然免疫防御屏障。課題組前期發現了NKB細胞(Immunity, 2016)和ILCreg細胞(Cell,2017)等天然免疫細胞的新亞群在腸道抵抗病原體感染及腸炎轉歸中的作用,為揭示腸炎的發病機制提供了理論依據。

  Tuft 細胞的功能近年才受到關注,研究發現Tuft 細胞作為感受器,在抗寄生蟲感染方面有重要作用。然而,Tuft 細胞是否參與抵抗病原菌感染尚未見報道。我們分析了腸道上皮單細胞的測序數據,發現Sh2d6基因是CD45+ Tuft-2細胞的特征基因,我們利用Sh2d6基因構建了譜系示蹤體系,通過譜系示蹤證明CD45+ Tuft-2細胞來源于腸道干細胞。Tuft-2細胞在細菌感染早期數量增加,刪除Tuft-2細胞后,小鼠更容易受到腸道致病菌的感染。Tuft-2細胞通過犁鼻器受體Vmn2r26識別細菌的代謝產物N-C11-G,活化GPCR-PLCγ2-Ca2+信號軸,進而促進前列腺素PGD2的分泌。PGD2能刺激腸道杯狀細胞分泌黏液,從而加強腸道黏液屏障,抵抗病原菌的侵染。我們還發現N-C11-G/Vmn2r26信號促進轉錄因子SpiB的表達,SpiB繼而促進Tuft-2細胞增殖??傊?,我們揭示了CD45Tuft-2細胞通過Vmn2r26受體識別細菌代謝產物導致其活化,從而發揮腸道抗細菌感染的新機制。

圖. Tuft-2細胞通過Vmn2r26受體識別細菌代謝產物使其活化產生PGD2,繼而激活杯狀細胞分泌黏液參與病原菌的清除。

  中國科學院生物物理研究所田勇研究員和范祖森研究員為本文的共同通訊作者,特別助理研究員熊振、高級工程師朱曉曉、博士研究生耿晶晶及徐雨薇為并列第一作者。該研究得到科技部重點研發計劃、國家自然科學基金、北京市自然科學基金和中科院先導專項等經費支持。

  文章鏈接:https://www.cell.com/immunity/fulltext/S1074-7613(22)00124-8

 

(供稿:范祖森研究組)

 


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