J Allergy Clin Immunol :皮肤菌群调控皮肤和肺过敏性炎症

2020-08-07 A pioneer 免疫细胞研究bioworld

新生儿出生后立即暴露于环境因素,包括微生物和过敏原。这些暴露与成熟的免疫系统同时发生,并对其产生影响,从而导致疾病的易感性和发育。微生物暴露在肺和肠道的免疫稳态的发展中起着重要的作用。

新生儿出生后立即暴露于环境因素,包括微生物和过敏原。这些暴露与成熟的免疫系统同时发生,并对其产生影响,从而导致疾病的易感性和发育。微生物暴露在肺和肠道的免疫稳态的发展中起着重要的作用。微生物组成的改变或微生物群的缺失可导致免疫发育的紊乱,从而增加对变应性疾病的敏感性或增加变应性疾病的发生。

皮肤提供了一个物理屏障的环境和外层,表皮,是由终端分化角质细胞和脂质形成。表皮分化和脂质成分的改变可导致皮肤屏障功能受损,从而增强环境因素(如过敏原)的通透性和渗透性。皮肤中的抗原提呈细胞(APCs)将抗原运输到淋巴节点,在那里它们启动T细胞,此外,对皮肤组织中效应T细胞的重新激活至关重要,这样T细胞就可以在该部位发挥其效应功能。长期以来,存在于表皮的朗格汉斯细胞(LCs)被认为是皮肤中APC的主要类型。然而,其他APCs如巨噬细胞和传统树突状细胞(dc) cDC1和cDC2明显存在于真皮中,并可向局部T细胞呈递抗原。

通过皮肤对过敏原致敏可导致过敏性皮肤炎症或过敏性皮炎的发展。特应性皮炎主要发生在儿童时期。对于大多数儿童来说,这种炎症是短暂的,他们长大后就会消失;然而,在少数病例中,这种疾病持续到青春期和成年期。尽管有研究表明,疾病的发病年龄和疾病的严重程度在决定过敏性皮肤炎症是否持续到成年期中起着一定的作用,但确定疾病是否持续的参数仍不清楚。本研究阐明了不同组织中过敏性炎症的基本原理,并强调了可能存在的早期预防过敏性疾病的机会。

微生物暴露在生命早期伴随发生,并影响免疫系统的发展。作者评估了皮肤微生物组对皮肤免疫环境的发展是否重要。对小鼠从出生到成年的皮肤微生物组纵向采样的主坐标分析(PCoA)表明,不同小鼠出生后某一特定时间点的皮肤微生物组组成比某一动物在不同年龄的皮肤微生物组更相似。此外,基于相对属丰度的样本分层聚类表明,第2天的皮肤微生物组与成年小鼠有相似之处。在评估皮肤微生物群多样性和皮肤屏障功能时,作者观察到细菌多样性与受损的皮肤屏障功能呈负相关。综上所述,这些结果表明,皮肤微生物群的多样性对于建立皮肤屏障是重要的。为了进一步评估微生物组在皮肤免疫环境发展中的重要性,作者对来自成年SPF和GF小鼠的未成熟皮肤进行了转录组分析。皮肤微生物组不仅对皮肤免疫环境的发育有重要作用,而且对皮肤的屏障功能也有重要作用。

结果表明,在出生后,微生物组驱动趋化因子的产生和APCs在皮肤中的接种。过敏性皮肤炎症通常以皮肤微生物组成的改变为特征,而特应性皮炎患者经常感染金黄色葡萄球菌。作者确定了新生小鼠和成年小鼠表皮变应原敏化是否会改变皮肤微生物组。主协调分析显示,变应原致敏后新生小鼠的皮肤微生物组与成年小鼠不同。这些数据表明,皮肤炎症创造了一个适合金黄色葡萄球菌定植的栖息地。为了评估活体金黄色葡萄球菌暴露对过敏性皮肤炎症发生的影响,作者在皮外HDM致敏后的第一周将新生小鼠暴露于金黄色葡萄球菌。金黄色葡萄球菌的定植增强了皮肤疾病的严重程度,而皮肤屏障功能没有明显受损。此外,对皮肤免疫细胞组成的分析显示,嗜酸性粒细胞的频率显着降低,中性粒细胞数量增加。

在此,作者采用新生儿和成人表皮变应原致敏的实验模型来确定早期生活中控制皮肤炎症的免疫规则。作者发现,过敏性皮肤炎症的性质和严重程度随着年龄的增长而变化。皮肤变应原致敏后,在肺部刺激变应原后,成年小鼠的皮肤和肺部出现混合的Th2/Th17炎症反应,而新生小鼠的肺部出现Th2为主的炎症反应,而没有明显的皮肤炎症反应。对原始皮肤组织的分析显示,在皮肤微生物组形成之前,皮肤呈现出趋化因子和警报蛋白的生成受损以及皮肤常驻APCs的数量减少。微生物组的形成驱动趋化因子的产生,APCs的接种和随之而来的免疫成熟。在这一成熟过程之后,成熟的皮肤抗原提呈细胞能够将炎症定位于暴露部位,即皮肤,并引起明显的过敏性皮肤炎症。总之,这些结果表明,早期皮肤免疫成熟,至少部分依赖于微生物暴露,疾病的表现是由屏障组织的成熟状态决定的。

原始出处:

Niki D Ubags, Aurélien Trompette, Julie Pernot,et al.Microbiome-induced antigen presenting cell recruitment coordinates skin and lung allergic inflammation.J Allergy Clin Immunol. 2020 Jul 14;S0091-6749(20)30961-1. doi: 10.1016/j.jaci.2020.06.030.

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