增加膳食維生素A可以增強抵抗力?Science揭示背後機制。

來源:生物探索

維生素A是一種脂溶性營養素,可被腸上皮細胞從飲食中吸收並轉化為視黃醇。

視黃醇促進B細胞、T細胞的發育並促進它們向腸道募集,對於腸道適應性免疫至關重要。

因此,維生素A缺乏會導致腸道傳染病易感性增加。

先前的研究表明,腸道髓樣細胞在依賴維生素A的腸道免疫發展中具有重要作用。

某些髓樣細胞將視黃醇轉化為視黃酸(RA),然後將 RA 傳遞給發育中的B細胞和T細胞,從而激活RA依賴性基因表達,引導B細胞和T細胞返回腸道並誘導B細胞產生免疫球蛋白A(IgA)。

那麼,腸髓樣細胞是如何獲得視黃醇並轉化為RA的呢?視黃醇是親脂性的,需要通過視黃醇結合蛋白進行轉運,這種蛋白尚未被鑒定出來。

血清淀粉樣蛋白A(SAA)是在腸上皮中表達的一種視黃醇結合蛋白,其上皮細胞表達需要腸道微生物群和膳食維生素A的介導。

SAA 是肝臟產生的,在全身細菌感染後與視黃醇結合並隨血液循環。

然而,SAA-視黃醇復合物的細胞靶點尚不清楚。

2021年9月17日,國際學術期刊《Science》在線發表了美國德克薩斯大學西南醫學中心Lora V. Hooper團隊名為『Serum amyloid A delivers retinol to intestinal myeloid cells to promote adaptive immunity』的新成果。

這項研究確定了SAA-視黃醇復合物的受體,它介導視黃醇攝取到腸髓樣細胞中,促進腸道的適應性免疫。

DOI: 10.1126/science.abf9232

研究人員通過化學交聯、質譜等生化方法對體外培養的細胞系進行鑒定,發現在SAA的幾種亞型中,SAA1的表達最高。

因此,研究人員對SAA1的結合蛋白進行了測定,發現其優先與低密度脂蛋白 (LDL) 受體相關蛋白 1 (LRP1) 發生結合。

而LRP1作為SAA蛋白的細胞表面受體促進 SAA1-視黃醇復合物的內吞作用。

鑒定SAA細胞表面受體示意圖

那麼,SAA-視黃醇復合物的靶細胞究竟是誰呢?研究人員檢測了腸道細胞中LRP1的表達,發現相對於B細胞、T細胞、CD11c-等免疫細胞,它在CD11c+MHCII+髓樣細胞中的表達是最高的。

LRP1有效地結合SAA1-視黃醇復合物,促進髓樣細胞從 SAA1-視黃醇復合物中攝取視黃醇,並將視黃醇轉化為RA。

LRP1在腸CD11c+髓樣細胞上表達

隨後,研究人員在髓樣細胞特異性LRP1敲除小鼠中驗證了SAA和LRP1在小腸CD11c+髓樣細胞視黃醇獲取中的作用。

同時發現,LRP1促進了腸道中維生素 A 依賴的適應性免疫、調節腸道B細胞和CD4+T細胞的歸巢及IgA的產生。

它們還通過刺激 IL-17A 產生來增強 TH17 細胞效應器功能,但不是腸道Treg細胞生成所必需的。

因此,研究人員認為,SAA介導的視黃醇遞送與維生素A依賴性腸道免疫有關,可以促進經口攝入病原體後的特異性免疫、增加腸道對病原體感染的抵抗力。

LRP1促進腸道細菌感染後IgA的產生

總而言之,此研究確定了腸道髓樣細胞攝取視黃醇的機制,闡明該機制促進了維生素A依賴性腸道適應性免疫。

通過這一機制,或許可以提供一種增強感染抵抗力的新思路:通過充足的膳食維生素A動員腸道免疫系統,提高黏膜疫苗的功效。

參考資料:

[1]https://www.science.org/doi/10.1126/science.abf9232

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