【Cell Host & Microbe】阴道乳酸杆菌产生抗炎 β-咔啉化合物

文摘   2024-10-21 08:01   中国澳门  
2024年10月17日,哈佛大学、成均馆大学团队在Cell Host & Microbe发表研究性文章“Vaginal lactobacilli produce anti-inflammatory β-carboline compoundsQ1, IF=20.6),本研究确定了阴道乳酸杆菌介导宿主免疫稳态的化合物家族并强调了阴道炎症的潜在治疗途径。


背景介绍



微生物组以多种方式调节粘膜的免疫稳态,包括产生小分子效应因子。这些机制在肠道以外的粘膜表面尚未得到充分研究。阴道微生物组的细菌群落大致可分为两个迭代—乳酸菌为主、低多样性群落或乳酸菌低、高多样性群落。临床分析研究已经确定了乳酸菌优势群落与健康之间的强大关联,包括减少性传播感染的获得,降低早产风险,减少阴道炎症,包括促炎细胞因子的产生。阴道乳酸杆菌流失与细菌性阴道病(BV)有关,BV是种炎症性疾病,反过来又会增加性传播感染的风险。迄今为止,研究主要集中在非乳酸杆菌BV相关细菌的发病机制上。因此,假设阴道乳酸杆菌可能通过产生免疫调节效应器来积极调节免疫环境

阴道粘膜上皮主要由上皮细胞组成;然而,募集的和驻留的免疫细胞会对组织水平的免疫产生很大影响。之前发现激活占总细胞群不到1%的阴道粘膜树突状细胞足以防止阴道病毒感染。尽管已经研究了阴道细菌对上皮细胞细胞因子反应的影响,但不了解阴道细菌如何影响免疫细胞。抗原呈递细胞的转录变化已被证明与阴道微生物群落密切相关。文章假设阴道乳酸杆菌通过产生效应因子来调节阴道免疫环境。与低乳酸菌群落、阴道炎和BV相关的促炎细胞因子包括白细胞介素IL-1β和IL-6,它们由核因子κB(NF-κB)激活驱动。同样,I型干扰素(IFN)也可驱动阴道粘膜中的致病性炎症反应。阴道乳酸杆菌对免疫细胞中NF-κB和IFN信号传导的影响尚不清楚。



文章亮点


1. 鉴定出在阴道乳酸杆菌中具有抗炎活性的β-咔啉(BCs)

2. BC抑制免疫细胞中的TLR和IFNAR信号传导,但仅抑制屏障细胞中的TLR

3. 局部BC治疗抑制小鼠阴道炎症

4. 与BV患者相比,健康人富含BCs


图文赏析



1  阴道乳酸杆菌产生的效应子抑制人单核细胞巨噬细胞系中的炎症信号传导

图2 L. crispatus 产生抗炎 β-咔啉化合物家族

图3  β-咔啉抑制 TLR4 和 IFNAR 下游的干扰素信号转导

图4  L. crispatus 产生的 β-咔啉抑制原代人体细胞中的炎症信号传导

图5 阴道乳酸杆菌上清液缓解生殖器疱疹感染期间的炎症

图6 治疗性 β-咔啉应用可抑制生殖器疱疹感染期间的阴道炎症

图7 β-咔啉富含 Nugent 评分低人群的宫颈阴道灌洗液


总结与意义


研究确定了阴道乳酸杆菌产生的抗炎效应器,可促进抗炎粘膜环境。表征了一种强效抗炎的β-carboline、BC6或perlolyrine,当在小鼠中局部应用时可以抑制阴道炎症,并且在BV患者中耗尽。对阴道乳酸杆菌效应因子(包括该 β-咔啉家族的成员)的进一步研究将有助于开发治疗粘膜炎症性疾病(包括阴道炎)的新型疗法。


通讯作者  

김기현,Ki Hyun Kim,韩国成均馆大学教授。研究领域:天然产物的分离和结构;天然产物的化学生物学。

Smita Gopinath,哈佛大学免疫学与传染病学系助理教授。研究共生微生物群、病原体和宿主免疫反应之间的相互作用。研究粘膜处的宿主-病原体相互作用能够利用红皇后假说(在竞争中锁定的共同进化生物)作为发现工具,以确定抵抗或耐受感染的新途径和机制。有多个项目旨在研究病原体激活和逃避粘膜免疫反应的机制以及这些相互作用如何被微生物群调节。目标是为疫苗和候选药物产生和测试新想法以更好地保护人们免受传染病的侵害。

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