일반 생쥐(왼쪽)와 무균 생쥐(오른쪽)의 대장 이미지는 박테리아 집락화가 생쥐 장 내 면역 세포의 분포에 어떻게 영향을 미치는지를 보여줍니다. CD45 면역 세포는 빨간색으로, CD3 면역 세포는 노란색으로 표시됩니다. 면역 세포는 박테리아 집락화가 발생하는 장 오목과 가까운 곳에 집중되어 있습니다. 무균 생쥐에서는 이 분포가 방해받습니다. 출처: 아리아나 라우흐, 막스 델브뤼크 센터
막스 델브뤼크 센터 및 샤리테—베를린 대학교 의학부의 실험 및 임상 연구 센터(ECRC)의 연구자들은 생쥐의 위장관의 서로 다른 해부학적 구역이 서로 다른 미생물 군집 구성을 가진다는 것을 발견했습니다. 더욱이, 미생물 군집의 특정 구성은 특정 지역에서 면역 세포의 종류와 풍부함에 영향을 줄 수 있습니다.
이 연구는 <i>Gut Microbes</i>에 발표되었으며, 면역 세포와 미생물 군집의 복잡한 공간적 조직을 매핑하여 장내 미생물과 염증 질환 간의 상호작용을 연구하기 위한 도구를 제공합니다.
이전의 연구는 특정 면역 세포와 미생물이 더욱 강하게 상호 작용할 수 있는 위장관의 “핫스팟”의 존재를 암시했습니다. 하지만 아무도 이것을 전체 장에서 체계적으로 조사하지 않았습니다. 연구 저자이자 닉올라 윌크 박사의 면역-미생물 역학 연구실의 헨드릭 바르톨로마우스 박사는 말합니다. “우리는 면역 세포가 장을 따라 어떻게 조직되어 있으며, 마이크로바이옴이 이 조직에 어떻게 영향을 미치는지를 묻는 단순한 질문에서 동기를 얻었습니다.”
미생물 군집은 면역 시스템을 형성합니다
연구자들은 무균 생쥐의 위장관과 전통적으로 집락화된 생쥐의 위장관을 비교하기 위해 장을 분해하여 세그먼트로 나누고, 그 후 미생물 DNA를 추출했습니다. 그들은 메타게놈 시퀀싱을 사용하여 존재하는 모든 박테리아 종을 식별했습니다. 동시에, 그들은 해당 세그먼트에서 면역 세포를 분리하고, 특정 세포 마커를 기반으로 서로 다른 면역 세포 유형을 식별하고 정량화하기 위해 일반적으로 사용되는 흐름 세포 측정법을 사용하여 분석했습니다.
그들은 전통적으로 집락화된 생쥐의 위장관 내 미생물 군집이 위치에 따라 다양할 뿐만 아니라, 이 또한 장을 따라 발견되는 면역 세포의 분포와 유형에 큰 영향을 미친다는 것을 발견했습니다. 예를 들어, 항원—면역 반응을 유도하는 외부 물질—에 노출된 후 획득되는 적응 면역 세포는 장의 하부에서 더 두드러지게 나타났으며, 반면 선천 면역 세포는 상부 세그먼트에서 더 풍부했습니다. 무균 생쥐에서는 이 패턴이 심각하게 방해받았으며, 그들의 장에는 박테리아 항원이 없기 때문입니다.
박사 과정 학생이자 연구의 주요 저자인 하리타 아난드쿠마르는 면역 세포의 존재와 풍부함이 단순히 위치에 의해 영향을 받는지, 그 위치에서 마이크로바이옴과의 상호작용에 의해 영향을 받는지, 아니면 둘 다에 의해 영향을 받는지에 따라 면역 세포를 분류했습니다. 그리고 그녀는 이 정보를 요약한 앱을 만들었습니다.
그녀는 “우리는 특정 면역 세포 유형에 관심 있는 누구나 그것을 찾아보고 장에서 가장 풍부한 위치와 마이크로바이옴, 위치 또는 둘 다의 상호작용에 의해 영향을 받는지를 확인할 수 있는 간편한 앱을 만들었습니다.”라고 말했습니다.
샤리테 신장학 및 의학 집중 치료 학과의 전문의이기도 한 윌크는 “그런 자원이 부족했습니다. 이제 쥐 모델로 작업하는 모든 과학자가 이를 사용할 수 있습니다.”라고 말했습니다. 그의 연구실은 질병 모델에서 면역 세포가 장에서 조직과 장기로 어떻게 이동하는지를 연구합니다.
그는 “우리는 이제 이 자원을 사용하여 고혈압 또는 신장병으로 손상된 장기에서 발견되는 면역 세포가 장에서 오는 것인지 연구할 수 있습니다.”라고 말했습니다.
추가 정보:
하리타 아난드쿠마르 외, 생쥐 장관에서 미생물 군집과 면역 세포의 분절 패턴, <i>Gut Microbes</i> (2024). DOI: 10.1080/19490976.2024.2398126
제공: 막스 델브뤼크 분자 의학 센터
인용:
장내 미생물군이 면역 세포의 위치에 영향을 미치는 것으로 나타났다 (2024년 9월 12일)
2024년 9월 12일 에서 검색함: https://medicalxpress.com/news/2024-09-gut-microbiome-immune-cells.html
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