路德維希癌症研究中心（LCR）的一項研究發現了一種新方法，透過這種方法，小腸中的菌落可以支援調節性T細胞(Treg)的生成--這種免疫細胞可以抑制自身免疫反應和炎症。路德維希·MSK的負責人Alexander Rudensky領導了這項研究，並發表在Nature雜誌上。研究表明，一種微生物代謝物--有機酸isoDCA--促進了結腸中免疫抑制免疫細胞的區域性生成。這種區域性產生的或"外周"的Treg有助於抑制慢性腸道炎症，而慢性腸道炎症是結直腸癌的主要誘因。

雖然這項研究沒有直接涉及癌症預防，但它的發現對這一領域有著有趣的啟示--這就是為什麼這項研究部分資金來自由Ludwig and the Conrad N. Hilton基金會於2015年發起的"結腸癌預防和早期發現行動資助"專案。

"人們一直在考慮使用共生微生物來治療結腸炎症性疾病，"Rudensky說。"一種方法是開發一種由特定微生物組成的新藥物，這種藥物可以限制炎症，促進結腸健康，降低人們患結腸癌的風險。產生isoDCA和其他代謝物的細菌群可以促進結腸免疫細胞的抗炎活性，這可能是這些干預措施的組成部分之一。"

腸道微生物對消化和新陳代謝至關重要，它們還支援許多其他重要的過程，從免疫調節到大腦發育。作為Treg方面的權威，Rudensky長期以來一直在探索共生細菌和Treg之間的交叉對話。Treg主要在胸腺中成熟，但也可以由其他組織(尤其是腸道)中的前體細胞誘導產生。他已經證明，這些外圍的Treg可以保護有益的腸道微生物免受免疫攻擊，並抑制慢性腸道炎症。

Rudensky說："宿主和共生微生物群落之間存在雙向通訊，宿主必須瞭解群落的組成，並對這些資訊做出反應。這意味著微生物群落和宿主免疫系統之間的一種可能的交流方式是透過共生細菌的代謝產物，因為代謝支援是共生細菌向宿主提供的主要服務之一。"

被泵入腸道幫助消化脂肪的膽汁中大約5%被保留在腸道中，其中一些被共生細菌代謝。Rudensky和他的同事們很好奇新陳代謝的副產品是否會影響區域性的免疫環境。為了找到答案，他們篩選了由細菌代謝產生的膽汁酸的譜圖，以觀察在產生Treg的前體T細胞和幫助指導Treg生成的樹突狀細胞的共培養中的這種效應。

資料顯示細菌膽汁新陳代謝的兩個產品--ω-MCA和isoDCA--大幅提高了T細胞前體轉化為外周Treg。Rudensky和他的同事們以人腸中含量較多的isoDCA為研究物件，發現膽汁酸的作用不是針對前體T細胞，而是作用於樹突狀細胞。

他們發現，IsoDCA可以對抗樹突狀細胞中膽汁酸感測器發出的訊號，即法尼酯X受體(FXR)。這就抑制了引起保護性免疫反應的基因的表達，使它們進入抗炎狀態，從而驅動外周Treg的產生。

接下來，Rudensky和他的同事在小鼠模型上進行了合成生物學實驗，以確認他們發現的生物學的真實性。結果與細胞培養結果一致。被改造可以產生isoDCA的細菌殖民的小鼠的腸道內的外周Treg比那些被同樣細菌殖民的小鼠少很多。同樣的結果也適用於另外兩種類似的腸道細菌。

參考資料：

Ludwig MSK study reveals bile metabolite of gut microbes boosts immune cells

Campbell， C.， McKenney， P.T.， Konstantinovsky， D. et al. Bacterial metabolism of bile acids promotes generation of peripheral regulatory T cells. Nature (2020). https：//doi.org/10.1038/s41586-020-2193-0

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