皮肤共生菌通过Toll样受体2激活先天免疫促进非洲爪蟾蝌蚪尾部再生

《Developmental Dynamics》：Commensal skin bacteria interact with the innate immune system to promote tail regeneration in Xenopus laevis tadpoles

本研究探讨了非洲爪蟾蝌蚪尾部再生与皮肤微生物组及先天免疫的关联。研究人员发现，革兰氏阳性菌比例升高及Tlr2信号激活可显著促进再生，而抗生素处理会抑制该过程，揭示了共生菌-免疫互斥在组织再生中的关键作用。

　　

非洲爪蟾（Xenopus laevis）蝌蚪在部分截尾后能够再生出完整的脊髓、肌肉和鳍状结构。然而，在特定发育阶段，再生能力会暂时减弱，部分蝌蚪仅能进行伤口愈合而非再生。受微生物组与人类炎症疾病相关研究的启发，科研人员探索了皮肤微生物组与先天免疫对复杂附肢再生的影响。

前期研究表明，使用庆大霉素或青霉素/链霉素等抗生素饲养蝌蚪，或降低Toll样受体4（Toll-like receptor 4, TLR4）信号传导，会削弱尾部再生能力；而外源性添加脂多糖（lipopolysaccharide, LPS）则可促进或挽救再生。本研究通过CRISPR/Cas9技术敲低Toll样受体2（Toll-like receptor 2, TLR2）基因，发现同样会降低蝌蚪尾部再生效率。相反，在截尾时向培养基中添加病原体相关分子模式肽聚糖（peptidoglycan, PGN）能提高再生概率。

虽然蝌蚪早期皮肤微生物组主要来源于母体，但线粒体单倍型分析排除了遗传母系因素对再生差异的影响。尾部末端内源性LPS水平与再生成功率无直接关联，鸟枪法测序（shotgun sequencing）显示细菌载量也无显著差异。为探究原生微生物组组成与再生的关系，研究人员对12个全同胞家系的503个蝌蚪尾尖样本进行16S rRNA基因测序，并与每只蝌蚪的再生结果进行关联分析。结果显示，虽未发现单一分类单元与再生成功直接相关，但革兰氏阳性菌（Gram-positive bacteria）属水平整体比例升高与再生改善显著相关。进一步通过万古霉素（vancomycin）选择性抑制革兰氏阳性菌后，尾部再生的个体数量显著减少。

综上，该研究首次揭示了Tlr2（可能由革兰氏阳性共生菌的肽聚糖激活）在非洲爪蟾难再生期蝌蚪中调控伤口修复向再生程序转变的关键作用。作者声明无利益冲突。