新研究揭示了GPR31检测细菌代谢物的“肠道监视器”作用

大阪大学的研究人员发现，“肠道监视”细胞中的GPR31路径检测细菌代谢物并触发免疫反应，为药物开发、疫苗和益生菌对抗感染开辟了新的可能性。

人体肠道是有益微生物的家园，这些微生物被称为微生物群，它们产生被称为代谢物的分子。人们越来越认识到这些代谢物在支持我们健康方面的作用。我们体内的一组蛋白质，被称为G蛋白偶联受体（GPCRs），可以检测这些代谢物，并触发重要的免疫反应和其他途径。然而，目前尚不清楚是哪种代谢物引起了这些反应，以及它们产生了什么样的免疫反应。现在，大阪大学的研究人员发现，一种名为GPR31的受体在肠道中发现的一种特定类型的免疫细胞中很活跃，这种细胞被称为传统的1型树突状细胞（cDC1s）。这些细胞位于肠道的某些部位，如回肠，可以激活CD8+ T细胞，CD8+ T细胞是免疫系统的关键角色，可以摧毁有害的细菌、病毒，甚至一些癌细胞。

该团队的研究结果发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上，这使他们研究了GPR31受体是否能检测细菌代谢物并激活免疫系统。当他们测试不同的代谢物如何影响cDC1细胞时，他们发现与树突膜和丝状足相关的基因表达增加——在丙酮酸存在的情况下，丝状足是帮助细胞与环境相互作用的微小细胞延伸。阻断GPR31后，这种变化消失。

第一作者Eri Oguro-Igashira说关键的是，我们可以在显微镜下观察到人类的树突对代谢物有反应，激活GPR31时树突突出，抑制GPR31时树突收缩。”

当树突伸出时，帮助树突状细胞从肠道中采集外来物质。当它们发现危险的东西时，它们会激活T细胞等免疫细胞。研究人员创建了一个模型，表明这些延伸可以穿过肠壁，并被吸引到含有更多代谢物的区域，特别是丙酮酸。在丙酮酸和GPR31存在的情况下，cDC1细胞能够更好地检测抗原和细菌，如大肠杆菌，并激活CD8+ T细胞。这项研究首次表明GPR31在人类肠道感染的免疫反应中起关键作用，并且这一过程得到有益肠道细菌产生的代谢物的支持。“我们的研究表明，针对这一途径可能对开发新药和粘膜疫苗很有价值，”资深作者Kiyoshi Takeda说。“产生丙酮酸的益生菌也可以帮助增强我们对肠道感染的免疫反应。”