肠道细菌如何逃避免疫系统

马克斯普朗克图宾根生物学研究所的研究人员解决了良性肠道微生物如何逃避免疫系统这一长期存在的问题。在这样做的过程中，他们还重塑了我们对免疫受体如何与细菌运动蛋白鞭毛蛋白相互作用的理解。

科学家们在人类肠道中发现了一种新型鞭毛蛋白，称为“沉默鞭毛蛋白”，它与免疫受体 Toll 样受体 5 结合，不会引起促炎反应。这些发现为免疫系统提供了一种机制来耐受有益微生物，同时保持对病原体的反应。

人体肠道是良性、有益、有时有害的细菌的栖息地。为了击退这些最后提到的病原体，免疫系统首先通过各种受体识别微生物产物的存在。其中之一是 Toll 样受体 5 (TLR5)：它结合鞭毛蛋白，鞭毛蛋白是构成细菌鞭毛的蛋白质，细菌用来游泳。一旦与鞭毛蛋白结合，TLR5 就会诱导促炎免疫反应。

然而，病原体并不是唯一产生鞭毛蛋白的肠道居民。无害和有益的细菌也会产生它。这就提出了这些有益细菌如何逃避免疫反应的问题。虽然一些细菌通过产生不再与受体结合的鞭毛蛋白来避免 TLR5，但先前的研究表明，对人类宿主无害的所谓共生细菌会产生具有完整结合位点的鞭毛蛋白。

由图宾根马克斯普朗克生物学研究所的研究人员领导的一个国际团队现在有了一个解释。通过针对 TLR5 激活和结合筛选 116 种不同的鞭毛蛋白，研究人员发现大约一半与之前描述的鞭毛蛋白不同。这些鞭毛蛋白显示出与 TLR5 的强结合，类似于来自病原体的鞭毛蛋白，但未能引发炎症反应。因此，科学家们将这种新的鞭毛蛋白变体称为“沉默鞭毛蛋白”。

以前，鞭毛蛋白与 TLR5 的结合被认为足以激活炎症反应。共生体产生结合 TLR5 的鞭毛蛋白而不启动免疫反应的发现挑战了之前对 TLR5 如何开启的理解。

不同的交互方式

“我们现在知道细菌鞭毛蛋白可以通过至少三种不同的方式与 TLR5 相互作用：结合并诱导免疫反应，结合但不诱导免疫反应，以及通过不结合来逃避，”该研究的资深作者 Ruth Ley 解释说，马克斯·普朗克图宾根生物研究所微生物组科学系主任。“TLR5 受体的反应非常可调，”她补充道。

随后的宏基因组分析表明，沉默鞭毛蛋白在人类肠道中非常普遍，因此代表了“大量的、以前未被重视但与生理相关的 TLR5 结合蛋白群体，”该研究的第一作者 Sara Clasen 说。TLR5 与许多肠道相关疾病有关，但也在癌症和神经病等其他疾病中发挥作用。这些发现提供了对 TLR5 激活机制的更深入见解，因此有助于更好地了解 TLR5 相关疾病。