新加坡研究人员重磅发现:胎儿体内活细菌促进免疫发育
免疫系统(immune system)是机体执行免疫应答及免疫功能的重要系统,是覆盖全身的防卫网络。皮肤、粘膜及其分泌液、细胞膜、呼吸道、胃肠道、尿道及肾脏是人体免疫系统保护身体的第一道防线。
在过去的十年里,科学家们已经证明了胎儿的免疫系统比最初认为的发育快得多,但是哪种抗原训练新生的免疫细胞以及它如何影响随后的发育仍然是一个悬而未决的问题。
6月1日,Cell杂志发表了一项研究,研究人员在胎儿的肠道、皮肤、肺和胎盘中发现了激活记忆T细胞的活细菌,这表明早期接触微生物有助于培养免疫系统。
2021年6月1日,新加坡科技研究局(A∗STAR)等单位的研究人员在国际顶尖学术期刊 Cell 发表了题为:Microbial exposure during early human development primes fetal immune cells 的研究论文。
该研究团队使用16S rRNA 测序,发现妊娠中期的人类胎儿在其全身组织中都含有活细菌,这些细菌激活了 T 细胞。这表明胎儿早期在子宫内接触的微生物有助于培养正在发育的免疫系统,该研究对理解人类发育和建立胎儿的免疫系统意义深远。
华盛顿大学医学院的生物学家Indira Mysorekar说,“让我兴奋的是,这篇论文提供了证据,不仅表明子宫内有微生物接触……但它对胎儿免疫系统的教育是重要的,尤其是记忆T细胞,这对新生儿准备应对额外的抗原暴露、微生物暴露和可能的感染性致病暴露是重要的。”并且, “它支持了最近发表的其他研究,这些研究表明,胎儿在子宫内(免疫)教育就开始了。”
2017年,新加坡A*STAR的免疫学家Florent Ginhoux及其同事发现,胎儿免疫系统在妊娠中期开始运作。这一发现与长期以来的假设相反,即婴儿在出生时就接受了第一个巨大的免疫挑战,并从阴道微生物群开始与外界接触。虽然其他研究小组已经证实了胎儿免疫系统在妊娠中期出现,但仍不清楚胎儿免疫细胞识别哪种抗原。
为了回答这个问题,Ginhoux再次与新加坡杜克-新加坡国立大学医学院的Jerry Chan、Salvatore Albani,以及Naomi McGovern合作。研究人员使用16S核糖体RNA对各种胎儿和胎盘组织进行测序——从妊娠中期流产中获得,研究表明在胎儿的肠道、肺部、皮肤和胎盘中都有微生物的痕迹。
为了确定测序数据是否可以预示活细菌的存在,研究团队在厌氧条件下将新鲜收获的胎儿器官的组织活检接种在厌氧血液补充基础培养基中,并在需氧或厌氧条件下培养。
他们在不同的胎儿器官中培养出了几种不同的活细菌菌株,其中,乳杆菌和葡萄球菌特异存在于肠腔,它们诱导胎儿肠系膜淋巴结中记忆 T 细胞的体外激活,支持微生物暴露在胎儿免疫启动中的作用。
最后,研究人员发现,胎儿体内的一些细菌物种可以激活从胎儿组织中分离出来的记忆T细胞。他们设计了一个体外系统来监测T细胞的激活和扩张。Ginhoux解释说:“我们在组织中发现的被激活的T细胞,其中一些可能已经被教育或被激活,从而对分离出来的微生物做出反应。”研究结果表明,微生物是参与人类早期免疫发育的因素之一,“可能是人类终身健康和免疫力的基础。”
这项研究首次证明,微生物的存在可以启动胎儿的免疫系统。研究人员通过对妊娠中期的人类胎儿组织和胎盘进行分析,确定了能够诱导胎儿肠系膜淋巴结中记忆T细胞活化的活细菌菌株,为早期生命免疫提供了重要见解。该研究还证明了在妊娠中期,细菌的直接空间定位,其定位在发育中的胎儿肠腔内。这些发现对理解人类发育和在出生前建立一个多样化的免疫系统具有重要意义。
(本文参考生物世界有关文章编写)