综述:超越病原体识别:C型凝集素受体在微生物群调控中的作用

《Mucosal Immunology》:Beyond pathogen recognition: C-type lectin receptors in microbiota regulation

【字体: 时间:2026年07月08日 来源:Mucosal Immunology 5.5

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  免疫系统面临的核心挑战不仅仅是检测微生物,而是决定如何对它们做出反应。在共生菌和病原菌共存的肠道中,这一决定既不是二元的,也不是由单一受体决定的。相反,它来自于多个模式识别受体(PRRs)信号的整合,这些受体共同编码微生物的身份和背景。其中,C型凝集素受体(C

  
免疫系统面临的核心挑战不仅仅是检测微生物,而是决定如何对它们做出反应。在共生菌和病原菌共存的肠道中,这一决定既不是二元的,也不是由单一受体决定的。相反,它来自于多个模式识别受体(PRRs)信号的整合,这些受体共同编码微生物的身份和背景。其中,C型凝集素受体(CLRs)占据独特的位置。通过识别存在于细菌、真菌、病毒甚至宿主衍生分子上的多种配体,CLRs将微生物感知扩展到病原体检测之外,包括组织状态和环境背景的信号。通过这种方式,CLRs不仅作为特定微生物的检测器,而且作为调节器,在耐受和防御的范围内校准免疫反应。已有许多综述详细介绍了CLRs如何调节病原体防御,因此本文研究人员将重点关注最近的文献,这些文献展示了这些分子如何影响与共生微生物群维持稳态的过程。
论文主体部分围绕CLRs在肠道微生物群调控中的核心功能展开,分为两个主要问题阐述:一是CLR信号是否导致约束或杀死微生物的程序,二是CLRs如何区分共生菌与病原菌。以下按文中小标题分别总结其内容。

**Does CLR signaling lead to programs that constrain or kill microbes?**
该部分探讨CLRs通过多种机制调控肠道微生物群,包括物理屏障、直接杀伤和免疫介导的途径。

- **Antibody production**:抗体反应,特别是分泌型IgA(SIgA),在塑造肠道微生物群的组成和定位中发挥核心作用。CLRs间接影响体液免疫:在CX3CR1+吞噬细胞中,Syk信号对系统性IgG产生至关重要,这种IgG由白色念珠菌(*Candida albicans*)定植诱导,并保护机体免受系统性感染。在CD11c+细胞中缺失Syk或Mincle会导致IgA减少及微生物群成员的IgA包被降低,从而增加微生物从肠道向全身的易位。此外,Dectin-1在M细胞上介导糖基化SIgA的反式胞吞作用,促进抗原采样;DC-SIGN也能识别SIgA并将其摄入M细胞附近的单核吞噬细胞。有证据表明,Dectin-1在小鼠B细胞中与TLR4协同增强IgG1产生。这些发现表明CLRs通过影响抗体反应间接调控微生物群组成。

- **Phagocytosis**:Dectin-1通过形成“吞噬突触”调控真菌物种的定植,该结构排除抑制性磷酸酶,从而区分可溶性配体与完整微生物颗粒,建立激活阈值。Clec12a介导对共生菌*Faecalibaculum rodentium*的吞噬,以免疫沉默方式限制其肠道定植,并参与抗菌自噬。Mincle在酵母内化过程中定位于吞噬杯,但更主要的是调节功能:在结核分枝杆菌(*Mycobacterium tuberculosis*)配体海藻糖-6,6′-二霉菌酸酯(TDM)刺激下,Mincle通过SHP-1抑制活性延迟吞噬体成熟,依赖FcγR参与;而在肺炎克雷伯菌(*Klebsiella pneumoniae*)感染中,Mincle缺乏损害中性粒细胞对非调理素的吞噬。CLRs并非统一促进炎症性清除,而是介导从免疫原性到沉默清除的多种微生物控制模式。

- **AMP production**:抗菌肽(AMPs)将肠道微生物群与上皮表面空间分离。Dectin-1和Mincle诱导AMP产生。Dectin-1缺失导致肠道AMP(如钙卫蛋白亚基S100a8)减少,调控共生菌*Lactobacillus murinus*定植,后者促进调节性T细胞发育;有趣的是,Dectin-1刺激AMP产生并非由真菌定植驱动,而是由食物中的β-葡聚糖引发。Mincle通过CD11c+单核吞噬细胞分泌IL-17和IL-22驱动Reg3γ表达,该过程由共生菌*Lactobacillus plantarum*触发。因此,CLRs通过直接识别和调节上皮抗菌程序来影响微生物群的组成和空间组织。

- **Cytokine response and immune cell recruitment**:CLRs作为上游调节因子,通过塑造细胞因子环境影响免疫细胞功能。许多肠道CLRs通过Syk-CARD9轴信号传导,该轴缺失导致DSS结肠炎恢复受损、IL-22减少及菌群失调(真菌扩张、产生AHR配体的细菌减少)。Dectin-1可诱导TNFα和IFNγ,但在DSS结肠炎中其缺失反而增加炎症细胞因子,表明环境依赖性调节;Dectin-1对白色念珠菌酵母形态和菌丝形态的反应不同,菌丝形态更易通过炎症小体激活IL-1β产生。反之,SIGNR3在乳酸菌(*Lactobacillus acidophilus*)表面层蛋白A(slpA)刺激下抑制IL-1β产生,控制炎症。Mincle在骨髓来源巨噬细胞(BMDCs)中对乳酸菌表面层蛋白反应,抑制促炎IL-6和TNFα并促进TGFβ和IL-10。抑制性CLR Clec12a通过ITIM招募磷酸酶抑制Syk下游信号,减少炎症细胞因子,但其表达在细胞激活后下调。此外,CLRs参与训练免疫:肠道屏障破坏后,*Enterococcus faecalis*易位至骨髓,通过Mincle诱导训练免疫,增强感染抗性但恶化炎症。这些结果支持CLRs通过偏向成熟状态和代谢程序影响细胞因子与免疫细胞募集。

- **T cell differentiation and antigen presentation**:CLRs通过塑造细胞因子环境和抗原呈递能力影响T细胞分化。Dectin-1平衡肠道真菌的T细胞反应:通过I型干扰素依赖性调节TGFβ信号,控制致病性Th17与非致病性IL-10+ Th17平衡;Dectin-1驱动的AMP产生可移位促进Treg发育的共生菌*L. murinus*。SIGNR3/DC-SIGN响应乳酸菌slpA限制致病性T细胞亚群。在抗原呈递方面,Dectin-1激活促进树突状细胞成熟,增强抗原呈递和Th17分化;Mincle通过促进单核吞噬细胞成熟和上调MHCII与共刺激分子间接增强抗原呈递;MGL在非肠道环境下涉及耐受性抗原摄取和呈递;DC-SIGN在肠道中的直接抗原处理与呈递作用尚不明确。因此,CLRs通过塑造抗原呈现的背景来影响T细胞分化和微生物群组成。

**How can CLRs distinguish between commensals and pathogens?**
该部分解释CLRs如何通过环境框架区分共生菌与病原菌,而非内在地编码病原体感知能力。

- **Ligand properties**:配体的定性和定量特性是关键机制。Dectin-1识别多种配体(β-葡聚糖、半乳糖化免疫球蛋白、黏液聚糖等),但配体呈现形式决定信号输出:可溶性小β-葡聚糖(如昆布多糖)阻断信号,而颗粒性配体(如酵母聚糖、全葡聚糖颗粒(WGP))诱导强烈激活。颗粒性配体导致“吞噬突触”形成,激活Syk/CARD9/NFκB,而可溶性配体不诱导。微生物形态也提供区分:白色念珠菌菌丝形态延长Dectin-1信号并诱导IL-33,而酵母形态反应较弱。微生物自身可能产生拮抗配体,如乳酸菌(*Lactobacillus delbrueckii*)表面蛋白P4430结合Mincle,抑制LPS刺激的炎症信号。

- **Receptor pairing and signal integration**:CLRs在受体网络中整合多种信号。Dectin-1需要与TLR2共刺激才能诱导强烈NFκB反应;TLR2不参与吞噬但富集于吞噬体。CLR家族内部也协作:Dectin-3与Dectin-2协同增强NFκB,Dectin-3还通过NFκB诱导Mincle表达。Mincle在利什曼原虫(*Leishmania*)感染中通过招募SHP-1至FcRγ链抑制树突状细胞激活,显示刺激依赖性信号输出。抑制性CLR如Clec12a、MGL和SIGNR3/DC-SIGN通过ITIM或调节NFκB抵消促炎信号,DC-SIGN通过促进IL-10产生调节免疫。

- **Tissue context and cell state**:组织环境塑造信号解读。损伤相关分子模式(DAMPs)可改变CLR反应。Clec12a识别死亡细胞释放的尿酸并作为抑制性受体,其激活后下调表达,在稳态下维持耐受,炎症时允许更强反应。Mincle感知DAMPs(如SAP130和β-葡萄糖基神经酰胺)并触发促炎反应;在肠道屏障完整时Mincle通过Th17相关通路维护屏障,但屏障破坏后微生物易位可绕过适应性免疫诱导髓系细胞训练免疫。因此,组织状态和细胞激活提供关键调控层,决定CLR参与产生耐受、可控免疫还是炎症。

**Conclusion**
CLRs并非微生物身份的二元探测器,而是动态信号整合器,通过直接机制(如吞噬、细胞代谢和分化调节)和间接机制(抗菌肽、抗体、细胞因子和T细胞反应)在多个免疫调控层面塑造宿主-微生物相互作用。这些直接与间接效应通过配体感知、受体串扰和组织背景的共有原则协调。CLRs不仅解读配体身份,还感知其可及性、丰度和结构呈现;与其他PRR和调节性受体的整合确保信号反映环境总和而非单一线索。组织状态和细胞激活提供额外控制层,使相同微生物信号在稳态下诱导耐受,在屏障破坏时引发炎症。通过这些分层机制,CLRs根据“如何、何地、在什么条件下”遭遇微生物来决定区分共生菌与病原菌,积极塑造肠道微生物群的组成和空间组织,并将免疫反应校准在从耐受到防御的连续谱上。

**Open questions**
仍有基本问题:体内免疫学上有意义的配体暴露构成是什么?共生菌是否主动遮蔽或空间限制免疫原性配体?下游共享通路(如Syk/CARD9)的信号特异性如何实现?受体聚集、配体价数及时空动力学如何影响?CLRs如何在密集动态微生物群落中与其他PRR整合?组织环境、屏障完整性及训练免疫如何重塑CLR功能?CLRs能否在肠道中印刻持久的局部免疫记忆或“微生物群记忆”?解决这些问题对于明确免疫系统如何区分共生菌与病原菌,以及能否通过治疗性操纵CLR通路重塑微生物群而不破坏稳态耐受至关重要。
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