| EN
当前位置:首页 > 最新动态

最新观点| 肠道菌介导Th17免疫与糖共同影响肥胖

作者:马岩、张勇

肥胖和代谢综合征具有复杂的生理状况,可以导致许多后续疾病,包括心血管疾病、中风和二型糖尿病(T2D),饮食改变是肥胖症和代谢综合征发病率增加的主要因素。在人类和小鼠中,西式高脂肪饮食(HFD)引发了一系列事件,最终导致肥胖和相关代谢并发症。HFD与肠道炎症增加有关,肠道炎症可导致内毒素血症和脂肪组织炎症。然而HFD增加肠道炎症的机制,以及调节这些变化的饮食成分尚未明确。因此作者研究了肠道菌群控制的肠道免疫,特别是肠上皮第三组先天性淋巴细胞(ILC3s) 在饮食诱导肥胖(DIO)和代谢综合征早期诱导中的作用。

2022年来自美国哥伦比亚大学和日本东京庆应大学医学院的研究人员在Cell 期刊上发表题为“Microbiota imbalance induced by dietary sugar disrupts immune-mediated protection from metabolic syndrome”的文章,该文章证明了小鼠饮食中的糖通过扰乱肠道微生物平衡和驱动调节肠道上皮细胞中脂质吸收的Th17细胞的数量来促进代谢疾病,并强调了饮食、微生物群和肠道免疫在代谢紊乱调节中的复杂相互作用。

image.png

与正常饮食(NCD)相比,喂食HFD的野生型(WT)小鼠出现了代谢综合征特征,包括体重增加、胰岛素抵抗和葡萄糖不耐受。Th17细胞和肠道ILC3细胞参与代谢综合征的保护并且受肠道分节丝状菌SFB的调节,因此作者研究了Th17细胞和ILC3在代谢综合征中的不同作用。首先生成了缺乏ILC3和Th17细胞的STOP(RORg-STOP flox)小鼠,并与CD4工具鼠杂交,由此产生的STOP/CD4-Cre(STOP/CD)小鼠恢复了大多数T细胞发育。在没有SFB诱导的Th17细胞的情况下,ILC3缺陷小鼠表现出体重增加和代谢综合征表型,在存在SFB诱导的 Th17细胞的情况下,STOP/CD4小鼠与NCD喂养的WT对照组相似,并抵抗肥胖,缺乏CD4 T细胞的STOP/CD4小鼠容易产生肥胖和代谢综合征,用CD4 T细胞移植的STOP小鼠显著免受肥胖和代谢综合征的影响。

image.png

图1.  微生物诱导的Th17细胞对代谢综合征的保护作用

接下来,作者研究了导致保护性共生肠道Th17细胞丢失的饮食成分的性质。向NCD喂养的动物的水中添加蔗糖后,SI LP中的RORgt+和IL-17+Th17细胞均减少,但对其他肠道CD4 T细胞亚群没有显著影响。用淀粉取代HFD中的蔗糖和麦芽糊精,从而生成无糖的HFD(SF-HFD)诱导的肥胖和代谢综合征与对照HFD相似,与HFD喂养小鼠相比,SFB灌胃喂养的SF-HFD动物保持了高水平的肠道Th17细胞保护性。然而,当将糖添加到饮用水中时,SF-HFD喂养的小鼠所提供的保护作用完全丧失。这些动物失去了肠道Th17细胞,并且与喂食HFD的动物一样容易患肥胖症和代谢综合征。

image.png

图2. 食物通过消除共生Th17细胞促进代谢综合征

最后作者通过比较喂食Th17缺陷型STOP小鼠和Th17充足型STOP/CD4小鼠的各种组织中的脂质浓度,发现STOP/CD4小鼠肠道上皮细胞和肝脏中的脂质含量显著降低,但粪便中的脂质水平增加。STOP/CD4小鼠的肠道上皮细胞中与脂质摄取和转运相关的几个基因的表达下调最显著的是Cd36,同时STOP/CD4 IEC中CD36的下调需要T细胞。在稳定状态下,脂质吸收主要发生在空肠;然而在饮食诱导肥胖HFD喂养的动物中,多余的脂质会进入远端肠道,并在回肠中被吸收,HFD在回肠末端(以及在空肠中的较小程度)特异且有效地上调CD36表达。在没有SFB特异性Th17细胞的情况下,HFD和SF-HFD均诱导回肠和空肠IEC中CD36的类似上调。然而,在SF HFD喂养的动物中,共生Th17细胞的存在显著抑制了这种上调。

image.png

图3.  共生Th17细胞通过调节肠道脂质吸收预防代谢综合征

总之,饮食中的糖可以通过消耗维持组织内稳态的肠道微生物间接增加肠道的炎症张力。消除HFD中的糖分可以保护共生Th17细胞,从而保护小鼠免受疾病的侵袭。重要的是,SF-HFD仅在存在Th17细胞诱导微生物群的情况下发挥保护作用,而在缺乏共生Th17细胞的情况下没有任何益处。因此,只有在适当的微生物群调节免疫机制也到位的情况下,饮食干预才能提供益处。微生物还可以通过减少肠上皮CD36来抑制脂质吸收和预防肥胖。共生Th17细胞通过以IL-17依赖的方式降低CD36的表达和肠道脂质吸收来抵抗肥胖和代谢综合征。未来的精确医学治疗方法应考虑免疫调节微生物群的个体差异。

原文链接:https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(22)00992-8

电话:010-62993788 邮箱:lss@ziiab.cn 版权所有©北京中智生物农业国际研究院 地址:北京市平谷区峪口镇峪达大街1号院 京ICP备20027069号-1