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小洛说文献幽门螺杆菌代谢产物通过C型

幽门螺杆菌(Helicobacterpylori)是一种革兰氏阴性致病菌,成功定植于世界一半人口的胃粘膜,持续性幽门螺杆菌感染可诱发慢性胃炎,是胃恶性肿瘤最常见的风险因素之一,但其机制尚未研究清楚。1月4日,来自日本大阪大学微生物疾病研究所的ShoYamasaki团队,在期刊《TheJournalofExperimentalMedicine》上发表了题为“HelicobacterpylorimetabolitesexacerbategastritisthroughC-typelectinreceptors”的文章,揭示了幽门螺杆菌的2种代谢产物αCAG和αCPG可以分别激活C型凝集素受体Mincle和DCAR,加剧幽门螺杆菌诱导的小鼠胃炎。IF:11.。

研究背景

幽门螺杆菌(H.pylori)诱导特异性T细胞的应答促进胃炎进展,而幽门螺杆菌通过修改TLRs的配体来逃避TLR(识别抗原并激活机体产生免疫细胞应答)的检测,但其激活T细胞的潜在机制尚不清楚。幽门螺杆菌会产生不同的脂质,尤其是各种胆固醇代谢物,如胆甾醇酰基α-葡萄糖苷(αCAG),能抑制宿主免疫。C型凝集素受体(CLR)可识别各种病原体衍生的糖复合物,但不清楚CLR家族成员是否识别幽门螺杆菌中的固醇糖苷,以及CLR是否参与胃炎诱导。

研究结果

幽门螺杆菌具有Mincle识别的免疫刺激脂质成分

提取幽门螺杆菌脂质成分,并评估其诱导BMDC(骨髓来源的树突状细胞)产生炎性细胞因子的能力,发现组分13-14活性最高,并且在敲除CARD9或FcRγ后完全消失,表明FcRγ-CARD9偶联的免疫受体(包括CLR)参与配体识别和信号传导。在NFAT-GFP报告细胞中表达与FcRγ结合的CLRs,发现Mincle和MCL组中组分13-14活化,因此,创建Mincle-CD3ζ和MCL-CD3ζ嵌合体,证实了Mincle能识别组分13-14,在Mincle缺陷的BMDC中,组分13-14诱导的TNF生成被取消。

αCAG鉴定为非典型Mincle配体

经过验证,组分13-14的活性呈Mincle剂量依赖性,测定组分13-14的化学成分,发现其主要化学成分为αCAG。由于糖基转移酶Hp是合成αCAG第一步的关键酶,构建幽门螺杆菌Hp敲除菌株H.pyloriΔhp,脂质成分提取物中缺乏对应于αCAG的HPTLC条带,并且等效部分未能激活Mincle报告细胞和BMDCs。因此,αCAG是一种显性幽门螺杆菌脂质,通过Mincle发出信号。

αCAG的免疫刺激特性

化学合成αCAG,发现其强效激活报告细胞表达Mincle,水平与TDM(海藻糖6,6’二分支酸酯)相当,αCAG与Mincle直接结合。在树突状细胞(DC)中,合成的αCAG通过Mincle诱导炎性细胞因子的分泌、共刺激分子的上调和2型一氧化氮合酶(NOS2),此外,αCAG可有效激活人单核细胞来源的DC(hMoDC)产生促炎性细胞因子IL-8。用OVA-specificTCR转基因小鼠的T细胞与OVA-pulsedBMDCs在有或无合成αCAG的情况下共同培养,存在αCAG时,IFN-γ和IL-17的抗原特异性生成增加,经过进一步确定,发现αCAG-Mincle-FcRγ轴通过APC活化促进抗原特异性T细胞启动。

Mincle对幽门螺杆菌诱导胃炎的病理生理学作用

用幽门螺杆菌SS1菌株感染WT和Clec4e-/-小鼠,Clec4e-/-小鼠T细胞产生的IFN-γ和IL-17少,但Clec4e-/-和WT小鼠胃中的细菌数量相当,表明幽门螺杆菌特异性Th1/17细胞应答不能有效促进细菌根除。此外,Clec4e-/-小鼠胃炎程度较轻,中性粒细胞和巨噬细胞数量被抑制,炎症基因表达降低。表明抗体(Ab)阻断Mincle导致T细胞反应的抑制和慢性胃炎,而不增加幽门螺杆菌的数量。

非靶向脂质组学揭示幽门螺杆菌代谢物炎症转化

在厌氧条件下,幽门螺杆菌由螺旋形转化为球状形式,具有更强的免疫刺激活性,非靶向脂质组学显示,螺旋/球状转化显著改变了脂质组成,特别是对于含胆固醇的脂质,αCAG的活性随着脂肪酸脂肪酰基链的延长而增加。在球状形式下,极性糖脂(SpotC)的量显著增加,且使IL-6呈剂量依赖性增加。鉴定SpotC为胆甾醇磷脂酰α-葡萄糖苷(αCPG),针对αCPG的脂质组学数据显示,在TLC上观察到球状形式的αCPG的相对量显著增加,而与αCAG相反,其脂肪酸组成保持不变,经过合成αCPG验证,αCPG通过DCAR发出信号。

幽门螺杆菌中αCAG/αCPG的耗竭损害其毒力

在H.pyloriΔhp的螺旋和球状形式中,αCAG和αCPG完全丢失,BMDC表面CD80上调受损,H.pyloriΔhp与模型抗原致敏DCs和OT-IIT细胞共培养,OT-IIT细胞的抗原依赖性分泌物IFN-γ和IL-17T显著下降,加入合成αCAG后,细胞因子生成恢复,表明αCAG是负责T细胞启动的主要组分之一。此外,感染H.pyloriΔhp的小鼠胃炎显著改善,胃中的细菌数量没有显著变化,在WT小鼠感染H.pyloriΔhp以及Clec4e-/-小鼠感H.pyloriWT后检测到显著滴度的抗幽门螺杆菌Ab。表明,幽门螺杆菌通过αCAG和αCPG产生毒力促进胃炎而不影响体液免疫应答。

研究结论

宿主胆固醇修饰的幽门螺杆菌代谢产物通过与C型凝集素受体的相互作用加剧胃炎。胆甾醇酰基α-葡萄糖苷(αCAG)和胆甾醇磷脂酰α-葡萄糖苷(αCPG)被确定为Mincle(Clec4e)和DCAR(Clec4b1)的非经典配体。慢性感染时,在Mincle缺陷小鼠中,幽门螺杆菌特异性T细胞应答和胃炎得到改善,细菌数保持不变。此外,缺乏αCAG和αCPG的突变幽门螺杆菌菌株表现出引起胃炎的能力受损。因此,幽门螺杆菌特异性修饰宿主的胆固醇发挥病理生理作用,通过触发C型凝集素受体加重胃部炎症。

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