Science：共生微生物与肠上皮细胞互作新途径！
加州理工学院Mark S. Ladinsky等人于2019年3月8日在《Science》上发表题目为《Endocytosis of commensal antigens by intestinal epithelial cells regulates mucosal T cell homeostasis》的文章。该研究通过电子断层扫描发现了分节丝状菌（SFB）与肠上皮细胞（IECs）相互作用的新途径。
文章研究总结
虽然共生微生物可以填充我们的屏障表面且不会引起明显的疾病，但它们仍能调节宿主的生理和免疫力。共生细菌可以调节宿主T细胞分化和功能，并且大部分粘膜组织驻留T细胞能识别共生抗原，其可引发T细胞参与维持粘膜稳态。因此，获得和处理共生抗原或微生物群衍生的免疫介质以激活特定的宿主T细胞的机制具有重要意义。了解共生-宿主互作和共生抗原的获得对于理解组织稳态的机制以及设计用于粘膜健康和病理的特定调节的替代策略是至关重要的。
目前为止，细胞水平上的宿主-微生物相互作用几乎都是在侵入性病原体的条件下研究的。我们的研究探索了非侵入性共生微生物是否可能具有以前未被认可的抗原获取模式或与宿主的相互作用以维持粘膜T细胞稳态。
我们通过电子断层扫描检查了分节丝状菌（SFB）与肠上皮细胞（IECs）的相互作用。SFB没有被IECs吞噬，也没有穿透IEC胞质溶胶。SFB和IEC通过在SFB-IEC突触的尖端产生内吞囊泡进行通信。囊泡被释放到宿主IEC中并含有SFB细胞壁相关蛋白，其是一种用于产生粘膜TH17细胞的免疫显性T细胞抗原。内源性囊泡几乎存在于健康动物的每个SFB-IEC突触中，表明在稳态下发生的高度动态过程。SFB抗原蛋白通过IEC内部的这一过程转移，并在整个IEC内体-溶酶体网络中穿梭。机制上，内吞过程不依赖于网格蛋白，但依赖于发动蛋白和肌动蛋白调节因子细胞分裂控制蛋白42同系物（CDC42）。体内CDC42活性的化学抑制导致内吞作用的破坏。IECs中CDC42的遗传缺失导致SFB诱导的内吞作用的破坏，IEC内抗原蛋白转移的丧失，以及SFB特异性CD4T细胞和SFB诱导的TH17细胞分化的活化显著降低。其他一些上皮细胞相关或TH17细胞诱导肠道微生物与IEC有不同的相互作用，因此，SFB目前是该过程的第一个也是唯一的例子。
我们的研究结果揭示了共生微生物与宿主之间相互作用的机制及微生物蛋白在宿主细胞内的转移。还描述了以前未被认可的通过IECs从腔内共生细菌中获得抗原的途径。我们的研究结果强调，关键个体共生微生物与宿主相互作用的研究可能揭示未被重视的生物学途径。针对这些途径可以允许特异性调节共生与病原相互作用的方式，调节肠道微生物群的各个成员的免疫调节作用，或设计用于粘膜疫苗接种的替代性策略。
SFB使用微生物粘附触发的内吞作用（MATE）将T细胞抗原转移到IEC中并调节宿主T细胞稳态。SFB与IEC的相互作用触发了含有来自SFB细胞壁的蛋白质的内吞囊泡的形成。囊泡通过依赖动力蛋白性内吞作用进入宿主IEC。SFB蛋白通过IEC内体-溶酶体网络穿梭并诱导固有层抗原特异性TH17细胞的活化。MATE，SFB抗原蛋白的转移和TH17活化取决于肌动蛋白调节因子CDC42。
文中主要图片说明
图1. 在将共生SFB附着到IEC之后诱导MATE。
图2. MATE囊泡转移IECs内的免疫显性SFB抗原。
图3. SFB抗原通过IEC内体-溶酶体囊泡网络穿梭。
图4. 肠道中微生物相互作用的电子断层扫描。
图5. MATE是一种不依赖于网格蛋白的内吞作用。
图6. MATE是CDC42依赖性和发动蛋白依赖性的。
图7. 上皮细胞CDC42是MATE，SFB抗原获得和SFB诱导TH17细胞所必需的。
图8. 上皮CDC42是激活SFB特异性CD4T细胞和诱导SFB特异性TH17细胞所必需的。
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