文章名稱:Gasdermin-D-mediated epithelial-immune circuit synchronizes nutrient absorption and host defense in the small intestine
中文名稱:Gasdermin-D介導的上皮-免疫回路,在小腸中實現(xiàn)協(xié)調(diào)營養(yǎng)吸收與病原體防御的機制平衡
雜志名:Immunity
期刊影響因子:26.3
第一作者:Qianzhou Yu
通訊作者:Zhexu Chi, Di Wang
發(fā)表日期:2025.7.24
https://doi.org/10.1016/j.immuni.2025.06.019
研究內(nèi)容
內(nèi)容概述:小腸既要吸收營養(yǎng),又要抵御病原體。食物進入后除了提供營養(yǎng),還會影響免疫平衡,但小腸如何協(xié)調(diào)這兩方面分工一直不清楚。
研究背景
小腸需在吸收營養(yǎng)與防御病原體之間取得平衡,但如何把營養(yǎng)/飲食信號轉(zhuǎn)譯為免疫應答信號,這方面作用機制尚不明確。GSDMD 作為已知的焦亡執(zhí)行子,其在腸道上皮中的非典型/非焦亡功能及其對上皮-免疫相互作用的影響,是本研究關(guān)注的關(guān)鍵點。
實驗方法與過程
為了研究Gasdermin D (GSDMD) 在小腸中的作用,研究團隊主要采用了以下幾類實驗:
基因敲除與動物模型
本研究構(gòu)建了缺失GSDMD 的小鼠模型,并與正常小鼠進行對比。通過比較它們在飲食條件下的營養(yǎng)吸收能力和免疫反應,來觀察 GSDMD 是否在其中發(fā)揮關(guān)鍵作用。
組織學與超微結(jié)構(gòu)觀察
使用顯微鏡和掃描電鏡觀察小腸上皮細胞的形態(tài),特別是刷狀緣(microvilli) 的結(jié)構(gòu)是否完整。重點關(guān)注有無 GSDMD 的情況下,刷狀緣的排列和功能是否受到影響。
功能檢測(營養(yǎng)吸收和代謝)
給實驗小鼠不同類型的飲食,檢測它們吸收脂質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的效率。通過代謝組學和能量代謝分析,研究小腸上皮在有無GSDMD 時的代謝狀態(tài)差異。
免疫學實驗
分析小腸中的上皮內(nèi)γδ T 細胞(IELs),觀察它們在 GSDMD 缺失時的數(shù)量、功能變化。研究飲食是否通過GSDMD 影響這些免疫細胞的存活和活性。
炎癥與屏障功能評估
給小鼠施加一定的炎癥挑戰(zhàn),檢測腸道屏障功能是否受損。比較正常與GSDMD 缺失小鼠在炎癥反應上的差異。
Gasdermin D(GSDMD)在腸上皮細胞中作用示意圖
實驗結(jié)果
小腸結(jié)構(gòu)方面
正常小鼠的小腸刷狀緣(microvilli)排列整齊,結(jié)構(gòu)完整。缺失 GSDMD 的小鼠刷狀緣明顯紊亂或不完整,說明 GSDMD 對維持小腸上皮結(jié)構(gòu)至關(guān)重要。
營養(yǎng)吸收方面
在給予脂質(zhì)(如高脂飲食)時,正常小鼠能有效吸收,而GSDMD 缺失小鼠的脂質(zhì)吸收效率顯著降低。這表明 GSDMD 參與調(diào)控小腸吸收營養(yǎng)的能力。
代謝狀態(tài)方面
正常小鼠的小腸上皮在飲食刺激下,能通過GSDMD 調(diào)整代謝狀態(tài),滿足營養(yǎng)吸收和免疫支持的雙重需求。缺失 GSDMD 的小鼠在代謝適應上明顯不足。
免疫細胞方面
正常小鼠小腸中的上皮內(nèi)γδ T 細胞(IELs)存活良好,功能活躍。GSDMD 缺失后,γδ T 細胞數(shù)量下降,功能受損,說明上皮-免疫之間的聯(lián)系被破壞。
炎癥與屏障功能方面
在炎癥挑戰(zhàn)實驗中,正常小鼠維持了相對穩(wěn)定的屏障功能。GSDMD 缺失小鼠則出現(xiàn)更嚴重的炎癥和屏障損傷,提示這一回路的缺陷會加重腸道炎癥。
實驗結(jié)果顯示,GSDMD 不僅幫助小腸維持正常結(jié)構(gòu)(刷狀緣),還促進脂質(zhì)吸收,支持免疫細胞功能,增強屏障防御。缺失 GSDMD 的小鼠在這些方面均表現(xiàn)出顯著缺陷,最終導致更嚴重的炎癥反應。
結(jié)論
GSDMD在腸道中不僅是焦亡執(zhí)行蛋白,也扮演著“上皮功能調(diào)節(jié)器”的角色,通過影響刷狀緣與代謝功能來支持局部免疫細胞,從而在環(huán)境與飲食變化時協(xié)調(diào)“營養(yǎng)吸收 ? 宿主防御”的平衡。該研究擴展了我們對 GSDMD 功能的理解(從“促炎/焦亡”擴展到“形態(tài)與代謝調(diào)節(jié)”),并提示調(diào)控此通路可能有助于治療與屏障破壞相關(guān)的腸?。ㄈ缒承╊愋偷膃nteritis)。
論文中用到的NEST產(chǎn)品
NEST細胞小室的優(yōu)勢