《Nature Communications》：Ultrasmall oral Saccharibacteria modulate gingival immunoactivation through type IV pili and TLR2-dependent endocytosis
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为解决口腔糖杆菌如何与人类宿主互作及影响疾病的问题，研究人员开展了对糖杆菌、其宿主/非宿主菌与人口腔牙龈上皮细胞的三方互作研究。研究发现，糖杆菌可抑制宿主/非宿主菌诱导的促炎细胞因子反应，其机制涉及通过IV型菌毛与TLR2相互作用，介导TLR2受体簇集和内吞，从而降低TLR2介导的细胞因子信号。该研究揭示了糖杆菌在口腔微生态和免疫调节中的关键作用。
在我们的口腔中，居住着一个复杂而活跃的微生物群落，它们与我们的健康息息相关。其中有一类被称为糖杆菌（Saccharibacteria）的成员格外特别，它们体型极小，且必须依附于其他宿主细菌才能生长。流行病学研究表明，这类细菌在人类的炎症性疾病（如牙周炎）相关的微生物组中呈正相关，暗示它们可能参与了疾病的发生发展。然而，一个核心的谜团始终未解：这些自己都无法独立生存的“附属”细菌，究竟通过何种机制与人体宿主细胞“对话”，并可能影响疾病进程？传统上，细菌感染通常激发强烈的免疫反应，但糖杆菌与炎症的正相关性似乎与此直觉相悖。理解这种看似矛盾的关联背后的分子机制，对于阐明口腔生态平衡和疾病发生至关重要。
为了回答这些问题，一个研究团队深入探究了糖杆菌、其宿主（或非宿主）细菌、与人类口腔牙龈上皮细胞三者之间复杂的相互作用。他们的研究最终揭示了一种前所未见的免疫调节机制，相关成果发表在《Nature Communications》上。
研究人员运用了多种关键技术来解析这一复杂的互作系统。研究涉及临床样本分析，以确认相关菌群的存在。在机制层面，核心实验技术包括：使用人牙龈上皮细胞系进行细菌共感染实验，以评估免疫应答；通过小干扰RNA（siRNA）敲低技术来验证特定基因（如TLR2、Caveolin-1）的功能；应用高分辨率共聚焦显微镜和透射电子显微镜进行超微结构观察，追踪细菌的粘附、内化及在细胞内的定位；利用荧光标记、免疫荧光染色和流式细胞术来定量分析受体簇集、内吞过程及细胞因子产生；以及通过细菌遗传学手段构建突变株，以确定特定细菌结构（如IV型菌毛）的关键作用。
研究结果
1. Saccharibacteria单独感染时仅引发有限的免疫激活，但能抑制宿主/非宿主细菌诱导的促炎反应
研究人员首先发现，无论是糖杆菌（以Nanosynbacter lyticus strain TM7x为代表）还是其宿主/非宿主细菌，单独与人类牙龈上皮细胞共孵育时，宿主/非宿主细菌能强力诱导促炎细胞因子（如IL-6, IL-8）的产生，而糖杆菌本身仅引起微弱的免疫激活。然而，在糖杆菌与宿主/非宿主细菌共同感染上皮细胞时，一个意想不到的现象出现了：糖杆菌的存在显著抑制了由宿主/非宿主细菌引发的强烈促炎细胞因子反应。这表明糖杆菌扮演了一个“免疫阻尼器”的角色，能够缓和其他细菌带来的炎症风暴。
2. Saccharibacteria通过IV型菌毛直接与TLR2互作，介导上皮细胞结合和免疫抑制
为了阐明上述抑制现象的机制，研究人员深入探索了糖杆菌与上皮细胞相互作用的界面。他们发现，糖杆菌表面的IV型菌毛是其粘附于上皮细胞的关键结构。进一步的机制研究表明，这种粘附和作用依赖于糖杆菌IV型菌毛上的粘附素与上皮细胞表面的Toll样受体2（TLR2）发生直接相互作用。通过基因敲低TLR2或使用糖杆菌IV型菌毛突变株，均能消除糖杆菌的免疫抑制效应，证实了“IV型菌毛-TLR2”轴的核心地位。
3. Saccharibacteria介导TLR2的簇集和内吞，从而削弱TLR2信号传导
TLR2是识别细菌细胞壁成分（如脂蛋白）并启动炎症信号的关键受体。研究发现，糖杆菌与TLR2的结合触发了一系列下游细胞事件：细胞膜上的TLR2受体发生簇集，随后通过小窝蛋白（Caveolin）介导的内吞途径被内化进入细胞内部。高分辨率成像显示，被内吞的糖杆菌与内体标志物共定位，并最终被运输至溶酶体进行降解。这一过程导致了细胞膜表面TLR2数量的减少，从而削弱了细胞对后续细菌刺激（尤其是那些通过TLR2发出信号的刺激）的反应能力，解释了促炎细胞因子产生减少的原因。
4. 一部分内化的Saccharibacteria可逃逸溶酶体降解并保持再感染能力
研究还有一个有趣的发现：并非所有被上皮细胞内吞的糖杆菌都会“葬身”溶酶体。其中一部分细菌能够存活下来，逃离溶酶体降解的命运。更重要的是，这些幸存下来的糖杆菌仍然保持感染其宿主细菌的能力。这为糖杆菌在口腔环境中实现“暂时性定植”或持续存在提供了一种巧妙的策略：它们可以利用上皮细胞作为“避风港”或“中转站”，在其中暂时存留并伺机重新感染宿主细菌，从而在动态变化的口腔微生态中维持其种群。
结论与意义
该研究系统阐明了超小共生体糖杆菌调节宿主免疫的一种新机制。糖杆菌并非通过直接强烈激活免疫系统来参与炎症，而是通过其IV型菌毛与上皮细胞TLR2受体的特异性结合，主动触发TLR2的内吞和降解途径，从而“钝化”细胞对共感染细菌（包括其宿主菌）的免疫感知能力，起到抑制局部过度炎症的作用。同时，糖杆菌还能利用上皮细胞的内吞系统实现自身在宿主内的短暂存续和传播。
这一发现具有多重重要意义。首先，它从分子机制上解释了糖杆菌与炎症疾病正相关却可能具有免疫抑制功能的矛盾，揭示了微生物调节宿主免疫的复杂性和新颖性。其次，研究明确了TLR2及其内吞通路是糖杆菌-宿主互作的关键节点，为未来针对口腔炎症性疾病（如牙周炎）的干预提供了潜在的崭新靶点。最后，该研究强调了在微生物组研究中考虑“三方互作”（共生体、其宿主细菌、人体细胞）的重要性，对于理解复杂微生物群落在健康和疾病中的作用提供了全新的视角。
