腸內共生菌分泌酪酸提高免疫力

腸內共生菌分泌酪酸提高免疫力
國立臺灣大學生命科學系范姜文榮編譯/德州大學分子生物科學研究所馬千惠責任編輯

編譯來源：〈腸内細菌が作る酪酸が制御性T細胞への分化誘導のカギ〉理化學研究所

日本理化學研究所、東京大學、以及早稻田大學所組成的研究團隊，發現腸內細菌所分泌的酪酸¹，會被吸收到體內，使免疫系統產生作用，增加調節性T細胞²的數量，以抑制發炎或過敏反應。該研究成果2013年11月13日刊載於科學期刊「Nature」線上版。

人類的腸道內具有500~1000種、100兆個以上的腸內細菌棲息其中，特別大腸是腸內細菌非常適合增長的環境，糞便1公克中，比菲德氏菌等腸內細菌棲息平均約1000億個。腸內細菌群彼此互相影響，以保持一定細菌數量的平衡，形成腸道細菌之細菌叢，將纖維食物等營養經發酵作用而分解，產生小分子的代謝產物。該代謝產物能作為腸道上皮細胞的能量來源，或提高腸道收縮蠕動。目前已知腸內細菌具有抑制發炎或過敏的效果，但其機制仍不明。

近年研究發現無菌狀態下飼育的無菌老鼠，其腸道免疫系統的發育情形差，其相關聯的淋巴組織常都很小，另在腸道粘膜製造主要抗體免疫球蛋白A的血漿細胞、以及調節性T細胞的數量也都大量減少。以上這些在無菌老鼠出現的免疫異常現象，經移植入正常老鼠平衡狀態的腸道細菌之菌叢後，免疫系統便回復正常機能。但過去對於腸道細菌之細菌叢如何調控腸道內的免疫系統之分子機制仍不明。

有鑑於最近已發現腸道細菌的梭菌目³之細菌叢，會增加調控性T細胞的數量，因此該研究團隊首先製作將梭菌目之細菌叢移植入無菌老鼠，待細菌叢之菌相穩定後，詳細研究腸道細菌導致調節性T細胞數量增加的機制。結果發現梭菌目之細菌不僅增加腸道調節性T細胞數量，也透過大量腸內發酵產生各種的代謝產物，因此解析腸內發酵如何影響調節性T細胞數量的增減。在梭菌目之細菌叢穩定的老鼠，分別給予能作為細菌營養源之纖維較多或幾乎不含的食物，即所謂高纖維食物與低纖維食物，發現僅在攝取高纖食物老鼠群有觀察到調節性T細胞數量增加。

他們接著想瞭解是何種代謝產物增加調節性T細胞數量，經分析老鼠盲腸內的代謝產物，於攝取高纖食物老鼠群中，發現短鏈脂肪酸或胺基酸等物質增加。

接著將醋酸、丙酸、酪酸等短鏈脂肪酸，添加至未成熟的T細胞培養液中，發現具分化誘導活性，使變為調節性T細胞。並進一步確認是酪酸具有顯著的誘導活性，乃因抑制組織蛋白去乙醯化酵素，而胺基酸並未具此效果。另對出現大腸發炎的老鼠，給予酪酸處理後，也發現調控性T細胞增加、以及抑制大腸發炎。

換言之，以上實驗結果顯示攝取高纖食物老鼠，腸道細菌會產生較多的酪酸，使調控性T細胞誘導分化中扮演重要角色的Foxp3基因表現得以提升，導致增加調控性T細胞數量，得以抑制腸道發炎。

關鍵詞 :

1. 酪酸 : ，因腸內細菌的微生物發酵作用，在腸道所產生的主要代謝產物短鏈脂肪酸之一。
2. 調節性T細胞 : 抑制過度免疫反應如發炎或過敏等之T細胞群，調節性T細胞具抑制其他T細胞的作用等。
3. 梭菌目 : Clostridium目，腸內細菌常見的細菌群，屬革蘭氏陽性桿菌。

延伸閱讀 :

1. 腸內細菌影響免疫力
   http://www.nsc.gov.tw/scitechvista/zh-tw/Feature/C/1/1/10/1/668.htm