肠基质细胞疗法在狼疮样自身免疫小鼠模型中受肠道微生物群调节的作用

《Phenomics》：The Role of Intestinal Microbiota in Modulating Mesenchymal Stromal Cell Therapy in a Murine Model of Lupus-like Autoimmunity

　　

本研究探讨了肠道微生物群对狼疮样自身免疫中间充质基质细胞（mesenchymal stromal cell，MSC）疗法疗效的影响。研究人员采用共居（co-housing）策略促进小鼠间微生物群转移，评估了狼疮样表型、肠道通透性、16S rRNA测序与代谢组学分析。MSC疗法可有效改善狼疮样自身免疫，但当接受MSC治疗的小鼠与未治疗的R848诱导狼疮样小鼠共居后，其治疗获益显著减弱。共居改变了治疗结局，损伤肠道屏障功能，并调节免疫细胞亚群，这些变化与肠道微生物群组成和血清代谢物谱改变相关。两个关键细菌类群（Bacteroides acidifaciens与Muribaculaceae中的一个类群）和三种血清代谢物（cinnamic acid、3,4-dihydroxyhydrocinnamic acid与pyruvic acid）被鉴定为与T和B淋巴细胞发育相关。体外实验显示，这些代谢物可抑制T细胞活化，恢复Th1/Th2与Th17/Treg平衡，并与MSC在调控T细胞反应中表现出相加效应。这些发现直接将微生物群-代谢物轴与MSC疗效调节联系起来，强调肠道微生物群及其代谢产物在决定狼疮样自身免疫MSC治疗结局中的关键作用。

研究背景方面，系统性红斑狼疮（systemic lupus erythematosus，SLE）等自身免疫病中，肠道菌群失调（dysbiosis）与肠道通透性增加、细菌抗原易位、T细胞分化紊乱和B淋巴细胞过度活化有关。间充质基质细胞（mesenchymal stromal cell，MSC）具有免疫调节潜力，但其疗效受宿主微环境影响，已有研究提示肠道菌群可改变抗肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor-α，TNF-α）治疗、免疫检查点抑制剂疗效。然而，菌群如何调节MSC在狼疮样自身免疫中的疗效仍不清楚。因此，研究人员假设失调肠道菌群会限制MSC疗法，并采用R848诱导的BALB/cJGpt小鼠狼疮样模型开展研究。该研究发表于《Phenomics》。

主要关键技术方法包括：使用雌性BALB/cJGpt小鼠经R848边际耳静脉诱导狼疮样模型；设MSC治疗组与磷酸盐缓冲液（phosphate-buffered saline，PBS）对照组，并接受人脐带源MSC静脉输注；通过共居（co-housing）实现菌群转移；采集尿液、血清、脾、回肠与粪便进行表型评价；采用16S rRNA扩增子测序分析菌群，靶向代谢组学分析血清代谢物，流式细胞术分析脾与骨髓免疫细胞亚群，荧光原位杂交（fluorescence in situ hybridization，FISH）检测细菌易位，免疫荧光检测回肠Occludin，酶联免疫吸附测定（enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）检测抗双链DNA（double-stranded DNA，dsDNA）抗体与细胞因子；体外进行CD3⁺ T细胞与初始CD4⁺ T细胞分选、MSC共培养及代谢物干预实验。

Gut Microbiota Modification Via Co-housing Diminishes the Therapeutic Efficacy of MSC in Treating Lupus-Like Mice：研究人员通过共居实验发现，MSC可降低脾指数、抗dsDNA抗体、TNF-α与干扰素-γ（interferon-γ，IFN-γ），改善肾血管周围炎症；共居后MSC组保护效应减弱，PBS组却获得部分获益，说明MSC疗效依赖宿主肠道菌群。

Co-housing Compromises the Immunomodulatory Effects of MSC on T and B Cell Subsets：流式分析显示，MSC扩大脾内初始CD4⁺与CD8⁺ T细胞、降低效应T细胞（effector T cell，Teff）与骨髓总B细胞、浆母细胞；共居使MSC组免疫重建部分逆转，PBS组获得类似治疗表型。

Co-housing with Lupus-like Mice Diminishes the MSC-Induced Restoration of Intestinal Barrier Function and Increases Gut Permeability：MSC上调回肠Occludin与defensin alpha 2（Defa2）表达，减少脾内细菌易位；共居后PBS组屏障增强，MSC组Occludin下降、EUB338信号增加，证明MSC屏障修复依赖于微生物状态。

Co-housing Mitigates MSC-induced Alterations in Gut Microbiota Composition：16S rRNA测序显示MSC提高Bacteroidetes、改变Muribaculaceae与Prevotella类群；共居使两组菌群结构趋同，Muribaculaceae多个类群在PBS共居组也升高，菌群与na?ve T、CD4⁺ Teff等淋巴细胞比例显著相关。

Co-housing Alters MSC-induced Changes in Serum Metabolite Profiles in Lupus-like Mice：代谢组学显示MSC改变2-furoic acid、hippuric acid等代谢物；共居削弱组间代谢差异，pyruvic acid（PA）上升，cinnamic acid（CA）与3,4-dihydroxyhydrocinnamic acid（DHCA）等与Teff细胞相关。

The Gut Microbiota-Metabolism Axis Modulates the Therapeutic Effects of MSC in Lupus-Like Autoimmunity：Sankey分析关联Bacteroides acidifaciens、Muribaculaceae、CA/PA/DHCA与T/B细胞发育；体外证实t-CA、DHCA、PA抑制T细胞活化、调节Th1/Th2/Th17/Treg，并与MSC协同增强免疫抑制，靶基因涉及TLR4、MMP9、EGFR、LCK、FYN与IGF1R。

讨论部分指出，Bacteroides acidifaciens可促进IgA产生、维持黏液与紧密连接；Prevotella spp.与免疫调节相关；Muribaculaceae参与多糖发酵、短链脂肪酸与丙酮酸代谢。共居通过粪食传播造成菌群收敛，逆转MSC对淋巴重置与屏障修复的益处。CA衍生物、PA与DHCA可直接调节T细胞代谢与分化，并与MSC产生协同免疫调节。TLR4、MMP9、EGFR等靶点将菌群代谢物与SLE炎症、免疫复合物清除和肾炎调控相联。

结论部分译为：本研究确立肠道微生物群为狼疮样模型中MSC疗效的关键调节者。尽管研究揭示了菌群与MSC疗法互作，仍存在局限：特定微生物及其代谢物调控免疫的机制未完全阐明；共居虽可转移菌群，但粪便微生物群移植（fecal microbiota transplantation，FMT）等方法更利于分离具体贡献；需在不同狼疮易感小鼠模型验证；需在人类队列中确认，因SLE存在遗传背景、疾病阶段与环境异质性。尽管如此，结果提示肠道微生物组调控可作为增强自身免疫病免疫调节疗法的辅助策略。