Cell重磅发现:人类胎儿全身组织中都含有活细菌,这些细菌激发了胎儿的免疫发育...
撰文 |?xiao xia
編輯?|?王聰
排版?| 水成文
人類胎兒免疫系統(tǒng)在妊娠早期就開始發(fā)育,其免疫系統(tǒng)多樣,對(duì)外部抗原敏感。胎兒樹突狀細(xì)胞(DC)在早期胎兒發(fā)育期間促進(jìn)T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫抑制,表明在妊娠中期存在反應(yīng)性免疫結(jié)構(gòu)。然而,導(dǎo)致這種子宮內(nèi)激活的因素及其對(duì)發(fā)育中胎兒免疫系統(tǒng)的影響仍不清楚。
但是哪種類型的抗原會(huì)訓(xùn)練新生的免疫細(xì)胞以及這如何影響隨后的發(fā)育仍然是一個(gè)懸而未決的問題
另外,調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)、跨妊娠中期的細(xì)胞毒性T細(xì)胞和效應(yīng)記憶T細(xì)胞(TEM)也起著重要作用。眾所周知,在穩(wěn)態(tài)過程中,Treg對(duì)于調(diào)節(jié)對(duì)共生微生物的反應(yīng)至關(guān)重要。最近有幾項(xiàng)研究在人類胎盤和胎兒樣本中檢測(cè)到微生物痕跡。然而,子宮內(nèi)活性微生物的存在仍然是一個(gè)爭(zhēng)論不斷的話題,需要全新的敏感方法來了解人類妊娠的復(fù)雜性。
2021年6月1日,新加坡科技研究局(A?STAR)等單位的研究人員在國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)期刊 Cell 發(fā)表了題為:Microbial exposure during early human development primes fetal immune cells 的研究論文。
該研究團(tuán)隊(duì)使用16S rRNA 測(cè)序,發(fā)現(xiàn)妊娠中期的人類胎兒在其全身組織中都含有活細(xì)菌,這些細(xì)菌激活了 T 細(xì)胞。這表明胎兒早期在子宮內(nèi)接觸的微生物有助于培養(yǎng)正在發(fā)育的免疫系統(tǒng),該研究對(duì)理解人類發(fā)育和建立胎兒的免疫系統(tǒng)意義深遠(yuǎn)。
在過去的十年中,科學(xué)家們已經(jīng)表明,胎兒免疫系統(tǒng)比最初想象的要早得多,但是哪種類型的抗原會(huì)訓(xùn)練新生的免疫細(xì)胞以及這如何影響隨后的發(fā)育仍然是一個(gè)懸而未決的問題。
研究團(tuán)隊(duì)首先使用最新的質(zhì)譜流式細(xì)胞術(shù)(CyTOF)分析了胎兒的肺、皮膚、腸道、胸腺、肝臟、腸系膜淋巴結(jié)和血液中的T細(xì)胞。
他們?cè)谔浩鞴僦杏^察到了效應(yīng)器記憶T細(xì)胞表型,表明在妊娠中期,T細(xì)胞的器官和年齡特異性激活。
利用16s rRNA基因測(cè)序,研究團(tuán)隊(duì)比較了不同胎兒器官及其配對(duì)陰性對(duì)照之間的微生物多樣性。
他們?cè)谌焉镏衅诘奶耗c道、皮膚、胎盤和肺中檢測(cè)到低但是一致的微生物信號(hào),qPCR驗(yàn)證了測(cè)序結(jié)果。有趣的是,與內(nèi)部組織相比,來自外部或表面暴露器官的胎兒組織中的細(xì)菌多樣性逐漸增加。
為了確定測(cè)序數(shù)據(jù)是否可以預(yù)示活細(xì)菌的存在,研究團(tuán)隊(duì)在厭氧條件下將新鮮收獲的胎兒器官的組織活檢接種在厭氧血液補(bǔ)充基礎(chǔ)培養(yǎng)基中,并在需氧或厭氧條件下將培養(yǎng)。
他們?cè)诓煌奶浩鞴僦信囵B(yǎng)出了幾種不同的活細(xì)菌菌株,包括加德納菌、乳桿菌、葡萄球菌、鏈球菌、腸球菌和普氏菌,其中,乳桿菌和葡萄球菌特異存在于腸腔,它們誘導(dǎo)胎兒腸系膜淋巴結(jié)中記憶 T 細(xì)胞的體外激活,支持微生物暴露在胎兒免疫啟動(dòng)中的作用。
最后,研究團(tuán)隊(duì)使用掃描電子顯微鏡(SEM)和RNA原位雜交 (RNA-ISH),在第 14 周胎兒腸腔內(nèi)觀察到細(xì)菌樣結(jié)構(gòu)和真細(xì)菌 RNA 的離散定位,證明了在妊娠中期胎兒腸腔內(nèi)細(xì)菌的直接存在。
值得注意的是,胎兒分離的細(xì)菌菌株可誘導(dǎo)記憶性T細(xì)胞活化和胎兒淋巴結(jié)T細(xì)胞的擴(kuò)增,從而表明胎兒免疫系統(tǒng)曾與細(xì)菌抗原相遇和并被激活。
總的來說,該研究表明,健康的人類胎兒組織(妊娠中期)包含效應(yīng)記憶 T 細(xì)胞、稀疏的細(xì)菌和對(duì)胎兒細(xì)菌產(chǎn)生主動(dòng)記憶的T 細(xì)胞反應(yīng)。該研究還證明了在妊娠中期,細(xì)菌的直接空間定位,其定位在發(fā)育中的胎兒腸腔內(nèi)。這些發(fā)現(xiàn)對(duì)理解人類發(fā)育和在出生前建立一個(gè)多樣化的免疫系統(tǒng)具有重要意義。
論文鏈接:
https?:?//doi.org/10.1016/j.cell.2021.04.039
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總結(jié)
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