Cell子刊:恒定自然杀伤T(iNKT)细胞参与肠道神经元和肠道蠕动的激活,改善全身稳态

时间:2024-11-24 17:00:21   热度:37.1℃   作者:网络

亮点

1.脂质抗原通过肠嗜铬(EC)细胞上的CD1d与恒定自然杀伤T(iNKT)细胞结合,促进外周5-羟色胺(5-HT)释放,从而调节肠道蠕动和止血。

2.肠道化学感应细胞通过CD1d与iNKT细胞接触,选择性感知脂质抗原,调控5-HT释放并调节肠道和全身稳态。

3. iNKT细胞对脂质介导的肠道蠕动至关重要,并且在调控局部和全身神经内分泌反应中扮演了重要角色。

肠道是人体重要的内分泌场所,肠神经系统被认为是肠道不可或缺的组成部分,在受到环境因素刺激后,肠道将其转化为神经内分泌信号,从而维持肠-脑交流;此外,肠道中存在大量微生物群,免疫系统是维护肠道健康和整体代谢活动的重要部分。在肠道组织中,免疫细胞与神经细胞的解剖学位置非常靠近,越来越多的研究表明,肠神经系统与免疫系统的相互作用对于维持肠道微环境稳态、抑制疾病发生及调控疾病预后等多个过程都至关重要。

那么,微生物抗原是如何利用免疫细胞实现内分泌信号传导的呢?

针对这一问题,近期,一项发表在Immunity题为“Lipids regulate peripheral serotonin release via gut CD1d”的研究表明,微生物的脂质抗原能够通过肠嗜铬(EC)细胞上的CD1d,与iNKT细胞结合,促进外周5-羟色胺(5-HT)释放,从而导致肠道神经元和肠道运动的激活,改善全身稳态。

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首先介绍一下恒定自然杀伤T(iNKT)细胞。它是T细胞的一个罕见亚群,可以识别依赖CD1d的自身抗原和微生物脂质抗原以实现免疫稳态和宿主防御。在胃肠道内,肠上皮细胞在感染期间将脂质抗原呈递给iNKT细胞,从而导致iNKT细胞活化并释放细胞因子(如干扰素等),进而启动肠道免疫反应。

在肠道炎症过程中,免疫反应通常会通过激活肠蠕动来排出有害物质。基于此,研究人员对结肠炎小鼠腹腔注射α- GalCer(一种合成糖脂,可模拟微生物脂质抗原),发现与对照组小鼠相比,α- GalCer组小鼠的结肠运输时间大大缩短,结肠组织也快速收缩。随后,他们构建了iNKT 细胞缺乏的小鼠模型,以研究肠道蠕动是否依赖于iNKT 细胞。令人惊讶的是,与野生型(WT)小鼠相比,敲除小鼠的菌株肠道转运时间延长,并且结肠组织表现出蠕动收缩受损。这表明iNKT细胞对脂质介导的肠道蠕动至关重要。

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iNKT 细胞调节肠道运动

已有研究表明,免疫刺激能够促进肠嗜铬细胞(EC)衍生的肠源性血清素(5-羟色胺,5-HT)的释放,从而导致肠道神经元和肠道运动的激活。那么,这一过程是否与iNKT调节的肠蠕动有关呢?

针对此想法,研究人员又构建了5-HT缺失小鼠模型,随后腹腔注射a- GalCer,发现与对照小鼠相比,5-HT缺失小鼠肠道转运时间延迟、肠道运动受损。此外,EC细胞中iNKT细胞识别抗原——CD1d的缺失,竟也导致a-GalCer诱导下的肠道运动受损。这表明,脂质抗原与EC细胞中的CD1d结合可诱导5-HT快速释放,随后促进肠道蠕动。

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脂质诱导EC细胞分泌5-HT促进肠道运动

已有研究表明,肠源性5-HT主要由血小板吸收,并在损伤部位激活以促进止血。为明确这一过程是否同样依赖于iNKT细胞,研究人员选取iNKT免疫缺陷小鼠并注射a-GalCer,发现与对照组小鼠相比,iNKT免疫缺陷小鼠出血时间延长,活化血小板更少,这表明脂质介导的血小板活性依赖于iNKT细胞,从而调节肠道的凝血功能。

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脂质介导的血小板止血功能依赖于iNKT细胞

基于以上结论,研究人员的脑海迸发出一个问题,iNKT细胞为何能够调节5-HT功能呢?他们将目光聚焦在了EC细胞的5-HT释放过程中。

令人意外的是,他们发现当EC细胞与iNKT细胞接触时,施加a-GalCer会在EC细胞中诱发强烈的Ca2+反应,随后Ca2+在邻近的生物传感器细胞中内流,引发5-HT释放。而iNKT细胞的缺失则完全消除了EC细胞和生物传感器细胞中a-GalCer诱导的Ca2+反应。

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Ca2+反应的代表性图像与轨迹

最后,除了文中提到的脂质a-GalCer,肠道中常见的细菌产物是否真正参与iNKT-EC轴从而释放5-HT呢?为此,研究人员特地构建了脆弱芽孢杆菌突变小鼠模型,以研究脆弱拟杆菌的产物——抑制性鞘脂抗原能否介导iNKT细胞依赖的5-HT反应。不负所望的是,他们惊喜的发现,这种抑制性抗原的突变能够刺激结肠iNKT细胞活性,引发血清5-HT含量升高,并促进小鼠的肠道蠕动!这更加表明,iNKT细胞在调控局部和全身神经内分泌反应中扮演了重要角色。

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肠腔内容物中的糖脂被识别并通过CD1d与EC细胞连接,从而释放5-HT调节内分泌

综上所述,此研究详细阐明了iNKT细胞在肠道中的作用机制,包括调节肠道5-HT释放、改善血小板活性、促进肠道蠕动等。相信未来,针对iNKT细胞的免疫疗法必将在肠道相关疾病中大放异彩。

 

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