Immunity :徐春亮等发现肠道菌群调控心理压力导致的血管炎症

2020-07-31 BioArt

精神压力是日常生活当中常见的心理活动,过度的精神压力会对人体健康产生有害的作用,和多种人体疾病的发病有正相关性,特别是心血管疾病。这些疾病通常和压力引起的炎症反应有紧密的关系。

精神压力(Psychological stress)是日常生活当中常见的心理活动,过度的精神压力会对人体健康产生有害的作用,和多种人体疾病的发病有正相关性,特别是血管疾病。这些疾病通常和压力引起的炎症反应有紧密的关系。当机体受到压力刺激时,大脑所产生的压力信号主要通过两种信号途径传递到其他器官:交感神经系统(sympathetic nervous system ,SNS)和下丘脑-垂体-肾上腺轴 (hypothalamic-pituitary-adrenal axis, HPA axis)。SNS被激活后可以分泌包括肾上腺素(adrenaline)和去甲肾上腺素(noradrenaline)等在内的激素,对机体功能进行调节。HPA axis被激活后,通过肾上腺皮质(adrenal cortex)分泌糖皮质激素发挥作用。然而,精神压力对血管疾病发病促进作用的机制尚不清楚。

2020年7月30日,爱因斯坦医学院 (Albert Einstein College of Medicine)Paul S. Frenette团队(第一作者为徐春亮博士)在Immunity杂志上发表了题为The gut microbiome regulates psychological stress-induced inflammation的文章。该研究表明,过度的精神压力会增加肠道通透性,进而导致肠道细菌分节丝状细菌(Segmented filamentous bacteria,SFB) 过度激活Th17 细胞,引起衰老中心粒细胞在血管内聚集并黏附到血管壁并结合红细胞形成细胞团,从而导致血管堵塞的发生。

在本研究中,徐春亮博士等人利用镰刀型贫血症(sickle cell disease, SCD)小鼠模型研究精神压力对血管堵塞的影响。血管堵塞现象(Vaso-occlusive episodes, VOE) 所导致的疼痛和器官损伤是SCD病人的主要临床表现。Paul Frenette教授实验室之前的研究表明,衰老中性粒细胞 (aged neutrophils) 介导了VOE的发生。在本研究中,徐春亮博士等人利用该疾病模型发现,束缚应激(restraint stress)和重复社交失败压力(repeated social defeat stress) 均可以促进VOE的发生,表明精神压力可以导致该血管堵塞异常的发作。机制研究发现,压力信号可以诱导衰老中性粒细胞在循环系统中聚集,导致VOE,并且这一过程依赖于肠道道菌群和Th17细胞。进一步研究发现,大脑产生的压力信号激活HPA通路,使后者分泌糖皮质激素从而增加了肠道壁的通透性,导致肠道细菌SFB过度激活Th17细胞,后者分泌的IL-17促进中性粒细胞的产生和在循环系统中的聚集和衰老。这项研究工作首次揭示了肠道菌群对精神压力所介导的血管疾病的调节作用,为该类疾病的治疗提供了新的思路。

第一作者徐春亮博士本科毕业于山东大学,之后在中国科学院上海生命科学院免疫学和干细胞专家时玉舫教授的指导下进行博士阶段的训练,主要从事间充质干细胞和免疫相互作用的研究。博士后训练阶段在骨髓干细胞权威Paul Frenette教授的指导下,进行造血干细胞微环境、肠道菌群、神经和炎症的相关工作。徐春亮博士之前工作以第一作者发表在Nature Medicine、Immunity、 Nature Communications、Journal of Experimental Medicine(已接收)、Blood和Oncogene等杂志,目前正在筹备建立自己的实验室,未来的实验室将以基础研究和转化研究并重,结合实验动物和临床样品,研究方向将集中于造血干细胞微环境、共生菌群、神经系统的相互影响以及血液疾病。

原始出处:

Chunliang Xu,Sung Kyun Lee,Dachuan Zhang,et al.The Gut Microbiome Regulates Psychological-Stress-Induced Inflammation.Immunity.Published:July 30, 2020DOI:https://doi.org/10.1016/j.immuni.2020.06.025

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