マイクロバイオータ、ディスバイオシス、および粘膜免疫ホメオスタシス

粘膜免疫系は、腸管や他のバリア表面に定着する数兆個の微生物との絶え間ない対話の中で発達し、機能しています。常在マイクロバイオータは、免疫の発達を指示し、免疫応答を調整し、ホメオスタシスを維持するのに役立ち、一方、免疫系は微生物群集を形成します。このバランスの崩壊はディスバイオシスと呼ばれ、免疫介在性疾患と関連しています。

Definition

マイクロバイオータとは、粘膜表面に定着する微生物群集のことです。免疫学においては、粘膜免疫の発達とホメオスタシスを共同で調節する常在微生物を指し、その組成や機能の乱れはディスバイオシスと呼ばれます。

Scope

このトピックでは、常在微生物とその代謝産物が粘膜免疫をどのように形成するか、宿主とマイクロバイオータのホメオスタシスの概念、および微生物と免疫のバランスが乱れた状態としてのディスバイオシスの概念について扱います。これは粘膜免疫学における参照項目であり、臨床的ガイダンスではありません。

Core questions

• マイクロバイオータは粘膜免疫の発達と機能にどのように影響しますか？
• 微生物代謝産物はバリア表面の免疫細胞にどのように影響しますか？
• 免疫系は常在微生物とのホメオスタシスをどのように維持していますか？
• ディスバイオシスとは何ですか、また免疫介在性疾患とどのように関連していますか？

Key concepts

• 常在マイクロバイオータ
• 宿主-マイクロバイオータホメオスタシス
• 短鎖脂肪酸
• 制御性T細胞誘導
• 定着抵抗性
• ディスバイオシス
• 微生物による免疫の指示

Mechanisms

常在微生物とその産物は、粘膜免疫系によって感知され、制御性T細胞およびエフェクターT細胞集団の誘導やIgAの産生を含む免疫成熟を促進します。微生物代謝産物、特に食物繊維の発酵によって生成される短鎖脂肪酸は、免疫細胞および上皮細胞に作用します。例えば、それらは結腸の制御性T細胞のホメオスタシスを促進します。マイクロバイオータは病原体に対する定着抵抗性も提供し、一方、免疫系は分泌型IgAおよび抗菌ペプチドを介して微生物群集を抑制し、組織化します。この相互調節がホメオスタシスを維持し、その乱れであるディスバイオシスは炎症性および免疫介在性の状態と関連していますが、因果関係の方向性はしばしば複雑です。

Clinical relevance

マイクロバイオータと免疫の相互作用は、炎症性腸疾患、アレルギー、およびその他の免疫介在性疾患に関与しており、マイクロバイオームを標的としたアプローチへの関心を高めています。これは確立された臨床診療というよりも、活発な研究分野です。この項目は、参照のためのメカニズムと関連性を記述するものであり、個々の診断や治療の根拠となるものではありません。

History

無菌動物モデルが、微生物なしでは免疫系が正常に発達しないことを示した後、マイクロバイオータは粘膜免疫学の中心となりました。その後の研究により、T細胞集団に対する特定の微生物の影響が定義され、短鎖脂肪酸などの代謝産物がメディエーターとして特定され、ディスバイオシスが疾患に関連する微生物と免疫のバランスの乱れとして位置づけられました。

Debates

ディスバイオシスは免疫介在性疾患の原因ですか、それとも結果ですか？

変化した微生物群集は、炎症性および免疫介在性の状態と一貫して関連していますが、ディスバイオシスが疾患を促進するのか、それとも変化した免疫および炎症環境の結果として生じるのかを区別することは依然として困難であり、活発な研究課題です。

Key figures

• Yasmine Belkaid
• Lora Hooper
• Dan Littman
• Kenya Honda
• Wendy Garrett

Seminal works

• hooper-2012
• belkaid-2014
• smith-2013
• honda-2016

Frequently asked questions

マイクロバイオータは免疫系にどのように影響しますか？

常在微生物とその代謝産物は、例えば制御性T細胞やIgA産生を促進し、病原体に対する定着抵抗性を提供することによって、粘膜免疫の発達と調整を指示します。

ディスバイオシスとは何ですか？

ディスバイオシスとは、健康なバランスと比較してマイクロバイオータの組成または機能が乱れた状態を指します。これは免疫介在性疾患や炎症性疾患と関連していますが、それが原因であるのか結果であるのかは不明な点が多いです。