馬克斯普朗克圖賓根生物學(xué)研究所的研究人員解決了良性腸道微生物如何逃避免疫系統(tǒng)這一長期存在的問題。在這樣做的過程中，他們還重塑了我們對免疫受體如何與細菌運動蛋白鞭毛蛋白相互作用的理解。

科學(xué)家們在人類腸道中發(fā)現(xiàn)了一種新型鞭毛蛋白，稱為“沉默鞭毛蛋白”，它與免疫受體 Toll 樣受體 5 結(jié)合，不會引起促炎反應(yīng)。這些發(fā)現(xiàn)為免疫系統(tǒng)提供了一種機制來耐受有益微生物，同時保持對病原體的反應(yīng)。

人體腸道是良性、有益、有時有害的細菌的棲息地。為了擊退這些最后提到的病原體，免疫系統(tǒng)首先通過各種受體識別微生物產(chǎn)物的存在。其中之一是 Toll 樣受體 5 (TLR5)：它結(jié)合鞭毛蛋白，鞭毛蛋白是構(gòu)成細菌鞭毛的蛋白質(zhì)，細菌用來游泳。一旦與鞭毛蛋白結(jié)合，TLR5 就會誘導(dǎo)促炎免疫反應(yīng)。

然而，病原體并不是唯一產(chǎn)生鞭毛蛋白的腸道居民。無害和有益的細菌也會產(chǎn)生它。這就提出了這些有益細菌如何逃避免疫反應(yīng)的問題。雖然一些細菌通過產(chǎn)生不再與受體結(jié)合的鞭毛蛋白來避免 TLR5，但先前的研究表明，對人類宿主無害的所謂共生細菌會產(chǎn)生具有完整結(jié)合位點的鞭毛蛋白。

由圖賓根馬克斯普朗克生物學(xué)研究所的研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一個國際團隊現(xiàn)在有了一個解釋。通過針對 TLR5 激活和結(jié)合篩選 116 種不同的鞭毛蛋白，研究人員發(fā)現(xiàn)大約一半與之前描述的鞭毛蛋白不同。這些鞭毛蛋白顯示出與 TLR5 的強結(jié)合，類似于來自病原體的鞭毛蛋白，但未能引發(fā)炎癥反應(yīng)。因此，科學(xué)家們將這種新的鞭毛蛋白變體稱為“沉默鞭毛蛋白”。

以前，鞭毛蛋白與 TLR5 的結(jié)合被認為足以激活炎癥反應(yīng)。共生體產(chǎn)生結(jié)合 TLR5 的鞭毛蛋白而不啟動免疫反應(yīng)的發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了之前對 TLR5 如何開啟的理解。

不同的交互方式

“我們現(xiàn)在知道細菌鞭毛蛋白可以通過至少三種不同的方式與 TLR5 相互作用：結(jié)合并誘導(dǎo)免疫反應(yīng)，結(jié)合但不誘導(dǎo)免疫反應(yīng)，以及通過不結(jié)合來逃避，”該研究的資深作者 Ruth Ley 解釋說，馬克斯·普朗克圖賓根生物研究所微生物組科學(xué)系主任。“TLR5 受體的反應(yīng)非?？烧{(diào)，”她補充道。

隨后的宏基因組分析表明，沉默鞭毛蛋白在人類腸道中非常普遍，因此代表了“大量的、以前未被重視但與生理相關(guān)的 TLR5 結(jié)合蛋白群體，”該研究的第一作者 Sara Clasen 說。TLR5 與許多腸道相關(guān)疾病有關(guān)，但也在癌癥和神經(jīng)病等其他疾病中發(fā)揮作用。這些發(fā)現(xiàn)提供了對 TLR5 激活機制的更深入見解，因此有助于更好地了解 TLR5 相關(guān)疾病。

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