血液中的淋巴細胞通過高內(nei) 皮靜脈(high endothelialvenules,HEVs)進入淋巴結中。這一過程首先是由一些地址素(addressin)的引導,其中包括a4b7的受體(ti) MadCAM-1以及CD62L的受體(ti) PNAd。在剛出生的小鼠中,MAdCAM-1的表達量較高,隨著時間的推移,大約兩(liang) 周以後,PNAd的表達量占據主導地位。這一上調引導了基於(yu) L-選擇素(L-selectin)的成體(ti) 淋巴細胞歸巢的效應。有報道指出,一類表達趨化因子受體(ti) CCR7的樹突狀細胞(DC)能夠進入次級淋巴器官,進而促進高內(nei) 皮靜脈(HEV)的發育,但這類DC的活動是否受到腸道微生物的調節仍未可知。
在SPF小鼠中,腸道相關(guan) 淋巴結的發育受到一係列轉錄因子的調控,包括ID2, IRF8, Batf3, IRF4。同時也受到 Notch2-依賴型RALDH+&CD11b+CD103+DC的調控。這類DC十分特殊,有報道指出這類DC能夠將常規CD4+T細胞轉變為(wei) 誘導型Treg細胞,以及誘導淋巴細胞的歸巢行為(wei) 。因此,這類細胞很可能受到腸道微生物的調節,進而影響淋巴結的發育。
對此,來自清華大學醫學院免疫學研究所的石彥教授課題組利用無菌培養(yang) 小鼠模型與(yu) 基因表達譜分析手段,證明了腸道微生物對RALDH+DC以及淋巴結發育的影響。相關(guan) 結果發表在zui近一期的《Immunity》雜誌上。
首先,為(wei) 了證明無菌小鼠中外周淋巴結的發育缺陷現象是由淋巴細胞歸巢能力下降導致的,作者們(men) 利用CFSE標記了一定量的淋巴結細胞並通過尾靜脈注射的方式分別導入SPF小鼠與(yu) GF(即無菌)小鼠體(ti) 內(nei) 。實驗結束24小時之後,在SPF小鼠以及GF的腹股溝淋巴結,腸係膜淋巴結以及脾髒中都檢測到了CFSE陽性的細胞群體(ti) 。但是,相比於(yu) 脾髒,GF小鼠的腹股溝淋巴結以及腸係膜淋巴結中的CFSE陽性細胞數量明顯低於(yu) SPF小鼠。進一步的細胞特征分析也表明,CD4+T細胞,CD8+ T細胞,以及CD19+B細胞數量都明顯減少。同時,作者發現五周左右的GF小鼠腹股溝淋巴結HEV中MAdCAM-1的表達量仍未下調,而PNAd的表達量也未明顯上調,GF小鼠的淋巴結大小也明顯低於(yu) SPF小鼠。通過將SPF小鼠與(yu) GF小鼠進行一段時間的共室培養(yang) 後,作者發現GF小鼠HEV中兩(liang) 類地址素的表達量特征開始與(yu) SPF小鼠靠攏。這說明腸道微生物可能影響了HEV的生理特征。之後,作者將GF小鼠與(yu) SPF小鼠不同淋巴結的RNA提取出來並進行了深度測序。有意思的是,MAdCAM-1與(yu) PNAd-1的RNA表達水平並沒有明顯差異。這說明這一蛋白水平的差異可能是由於(yu) 轉錄後調控的變化導致的。有意思的是,SPF小鼠中與(yu) 脂肪代謝以及視黃酸信號通路的相關(guan) 基因表達量明顯高於(yu) GF小鼠xl18luck新利。
xl18luck新利維他命A(VitA)富集於(yu) 脂肪細胞中,它能夠激組織分化過程中的視黃酸(RA)信號。視黃酸脫氫酶(RALDH)能夠將維生素的衍生物-視黃醛,轉變為(wei) 視黃酸。為(wei) 了檢測SPF小鼠中RALDH的表達量,作者利用CD1特異性視黃酸-beta-乳酸脫氫酶報告基因小鼠,提取了體(ti) 內(nei) 的腹股溝淋巴結細胞並進行了體(ti) 外培養(yang) 與(yu) 孵育與(yu) 檢測。結果顯示,在SPF小鼠的腸係膜淋巴結(MLN)中,有1%為(wei) RALDH+細胞,然而在GF小鼠中難以檢測到。相似結果也出現在PP,LP中。之後,作者將GF小鼠與(yu) SPF小鼠進行了共同孵育。結果顯示:共同孵育之後GF小鼠的淋巴結中RALDH+細胞的數量明顯上調。
由於(yu) 之前一致認為(wei) RALDH+細胞主要存在於(yu) 大腸中,那麽(me) 外周淋巴結中pLN的存在表明其可能具有此前未知的生理功能。為(wei) 了證實這一猜想,作者提取了SPF小鼠體(ti) 內(nei) 的RALDH+ 細胞並將其通過靜脈注射的方式導入五周左右的GF小鼠體(ti) 內(nei) 。7天以後,再次將CFSE標記的SPF LN細胞通過靜脈注射的方式導入小鼠體(ti) 內(nei) 並觀察其歸巢能力。結果顯示:在RALDH+細胞導入的小鼠中,CFSE+細胞向mLN,iLN中歸巢的能力明顯高於(yu) 對照組。這說明RALDH+細胞的確能夠影響淋巴細胞的歸巢行為(wei) 。
之後,作者希望了解腸道微生物是如何影響RALDH+細胞的生理功能的。首先,作者對這部分RALDH+細胞進行了鑒定,證明它們(men) 的確屬於(yu) 腸道分布的CD103+ CD11b+DC,進而表明腸道微生物的存在能夠引起這部分細胞從(cong) 腸道向外周淋巴結遷移。之後,作者利用不同類型的抗生素進行處理,發現RALDH+DC的遷移受到一類叫做"熱帶假絲(si) 酵母"的腸道真菌的調控。
xl18luck新利進一步,作者發現RALDH+向外周淋巴結的遷移能夠引起HEV地址素的表達譜的變化,即降低MAdCAM-1的表達量,同時升高PNAd的表達量。另外,作者發現這部分從(cong) 腸道遷移過來的DC能夠在外周淋巴結中對淋巴細胞進行"教育",從(cong) 而引導成熟後向腸道組織遷移。