Микробиота, дисбиоз и гомеостаз слизистого иммунитета

Иммунная система слизистых оболочек развивается и функционирует в постоянном диалоге с триллионами микробов, колонизирующих кишечник и другие барьерные поверхности. Резидентная микробиота способствует развитию иммунитета, калибрует иммунные ответы и поддерживает гомеостаз, в то время как иммунная система, в свою очередь, формирует микробное сообщество; нарушение этого баланса, называемое дисбиозом, связано с иммуноопосредованными заболеваниями.

Definition

Микробиота — это сообщество микроорганизмов, колонизирующих слизистые оболочки; в иммунологии она обозначает комменсальные микробы, которые совместно регулируют развитие и гомеостаз слизистого иммунитета, нарушенный состав или функция которых называется дисбиозом.

Scope

Эта тема охватывает то, как комменсальные микробы и их метаболиты формируют слизистый иммунитет, концепцию гомеостаза «хозяин-микробиота» и понятие дисбиоза как нарушенного микробно-иммунного баланса. Это справочная статья по иммунологии слизистых оболочек и не является клиническим руководством.

Core questions

• Как микробиота формирует развитие и функцию слизистого иммунитета?
• Как микробные метаболиты влияют на иммунные клетки на барьерных поверхностях?
• Как иммунная система поддерживает гомеостаз с комменсальными микробами?
• Что такое дисбиоз и как он связан с иммуноопосредованными заболеваниями?

Key concepts

• Комменсальная микробиота
• Гомеостаз «хозяин-микробиота»
• Короткоцепочечные жирные кислоты
• Индукция регуляторных Т-клеток
• Колонизационная резистентность
• Дисбиоз
• Иммунное обучение микробами

Mechanisms

Комменсальные микробы и их продукты распознаются иммунной системой слизистых оболочек и способствуют созреванию иммунитета, включая индукцию регуляторных и эффекторных популяций Т-клеток и выработку IgA. Микробные метаболиты, особенно короткоцепочечные жирные кислоты, образующиеся при ферментации пищевых волокон, действуют на иммунные и эпителиальные клетки; например, они способствуют гомеостазу регуляторных Т-клеток толстой кишки. Микробиота также обеспечивает колонизационную резистентность против патогенов, в то время как иммунная система, посредством секреторного IgA и антимикробных пептидов, ограничивает и организует микробное сообщество. Эта взаимная регуляция поддерживает гомеостаз, и ее нарушение, дисбиоз, связано с воспалительными и иммуноопосредованными состояниями, хотя причинно-следственная связь часто сложна.

Clinical relevance

Взаимодействия микробиоты и иммунитета вовлечены в воспалительные заболевания кишечника, аллергию и другие иммуноопосредованные состояния, и они стимулируют интерес к подходам, направленным на микробиом; это область активных исследований, а не устоявшаяся клиническая практика. Статья описывает механизмы и ассоциации для справки и не является основой для индивидуальной диагностики или лечения.

History

После того как безмикробные животные модели показали, что иммунная система не развивается нормально без микробов, микробиота оказалась в центре внимания иммунологии слизистых оболочек. Последующие работы определили специфические микробные влияния на популяции Т-клеток, идентифицировали метаболиты, такие как короткоцепочечные жирные кислоты, в качестве медиаторов, и сформулировали дисбиоз как нарушение микробно-иммунного баланса, имеющее отношение к заболеваниям.

Debates

Является ли дисбиоз причиной или следствием иммуноопосредованного заболевания?

Измененные микробные сообщества постоянно ассоциируются с воспалительными и иммуноопосредованными состояниями, но отличить, является ли дисбиоз причиной заболевания или результатом измененной иммунной и воспалительной среды, остается сложной задачей и является активным вопросом.

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

Как микробиота влияет на иммунную систему?

Комменсальные микробы и их метаболиты направляют развитие и калибровку слизистого иммунитета, например, способствуя образованию регуляторных и эффекторных Т-клеток и выработке IgA, а также обеспечивая колонизационную резистентность против патогенов.

Что такое дисбиоз?

Дисбиоз — это нарушение состава или функции микробиоты относительно здорового баланса; он ассоциируется с иммуноопосредованными и воспалительными заболеваниями, хотя часто остается неясным, является ли он причиной или следствием.