miRNAs参与肠道微生物和宿主免疫互作的调控

miRNAs参与肠道微生物和宿主免疫互作的调控

张玮

井冈山大学医学部 江西吉安 343000

摘要：哺乳动物肠道内的微生物在维持肠道健康方面发挥重要作用，并且具有一定的宿主特异性。一般情况下，健康的微生物菌群能够维护宿主肠道环境，并且可以为肠上皮功能以及免疫系统发育创造有利条件，进一步促进免疫系统发育以及新陈代谢。相关研究报告显示，miRNAs在肠道微生物与宿主免疫调控中占有重要地位，通过调节宿主基因表达可以使肠上皮功能得到显著提升，对先天性和适应性免疫系统调节具有积极影响，基于此本次研究将深入探究miRNAs参与肠道微生物和宿主免疫互作的调控，旨在为相关研究提供理论参考。

关键词：miRNAs；肠道微生物；免疫互作；调控

宿主肠道内存在大量的微生物，要想维持肠道平衡需要为微生物创造一个良好、稳定的共生环境。通过对以往研究报告的总结可以发现，肠道微生物与宿主具有相互作用的关系，在不断发育过程中将会影响肠道免疫功能发挥，若肠道微生物出现菌群紊乱的情况将会使宿主肠上皮miRNAs表达发生变化，导致肠道免疫屏障受到破坏，从而引发多种疾病。相关学者通过一系列研究实验表示miRNAs极容易阻碍肠道微生物多样性发挥，在微生物变化发生异常影响下，miRNAs表达具有一定差异性，这种差异性对肠道微生物和宿主之间的联系产生极大影响。

1.肠道微生物与宿主免疫之间的关系

宿主肠道内存在非常复杂的微生物生态系统，其中大部分微生物具备益生功能，其中包括防止病原菌定植以及促进黏液屏障形成等。同时，肠道微生物可以有效调节宿主免疫反应，并且能够影响其免疫系统功能运行，这主要与肠道微生物促进肠道杯状细胞以及淋巴细胞组织发育有关，另外免疫系统可以通过适应性和先天性免疫途径充分发挥肠道微生物的功能。

1.1肠道微生物能够促进免疫系统发育

一般情况下，肠道杯状细胞分泌黏蛋白经过不断的生长发育可以在宿主上皮细胞上形成黏液层，其表面无细菌，但外层黏液层可以作为共生菌群的发育及栖息地。研究发现，在微生物生态系统中肠道微生物能够使肠上皮杯状细胞分泌黏细胞受到强烈刺激，并通过浓缩方式形成完整的黏液层结构，从而充分发挥屏障保护作用^[1]。同时，当杯状细胞分泌黏蛋白分泌不足时，宿主肠道屏障功能将会受到极大损害，使通透性不断增强，最终导致黏液层细菌出现过度增殖的情况。

1.2免疫系统影响肠道微生物组成

相关研究报告显示，适应性免疫的第一道防线为分泌性IgA，这种物质通过阻碍微生物黏附和肠上皮细胞进入，使肠道微生物受到限制，且集结在黏膜和肠系膜淋巴结中，有效阻碍其扩散和发展。相关学者表示，无法分泌的IgA中静含有一定量的胞苷脱氨酶，可以使小鼠小肠厌氧菌术迅速增加，其中T细胞以及B细胞核基因重组能够激活基因2，导致肠道内共生厌氧细菌不断增加，从而产生越来越多的分段丝状细菌。另外，这种厌氧菌对宿主肠道免疫功能的正常发挥具有积极影响，与抗菌肽分泌之间存在联系，不仅能够改变肠道共生无生物菌落，而且会影响肠道免疫反应。

2.miRNAs参与肠道微生物与宿主免疫调控机制

根据相关研究和实验可以证实miRNAs是调节宿主基因表达的关键因素，当两者之间互相作用影响下，miRNAs不仅参与细胞组织的分化，而且对宿主免疫应答具有积极影响。同时，miRNAs通过控制T细胞和B细胞发育和活动可以介入免疫系统信号传导，当miRNAs表达存在异常时将会引发多种疾病，其中包括炎症性肠病和癌症等。肠道微生物与宿主免疫互作具体体现在两个方面，一肠道微生物影响宿主miRNAs表达、miRNAs调节宿主基因表达。

2.1肠道微生物影响宿主miRNAs表达

肠道微生物影响宿主miRNAs表达机制涵盖TLR和髓样分化因子88依赖性途径等，相关学者通过研究实验发现微生物菌群对肠道miR-10a起到负调节作用，在研究过程中将原体小鼠与GF小鼠相对比，证实肠道树突状细胞中表达较低，在TLR-TLR配体互相作用下，miR-10a表达将会受到阻碍，从而促进IL-12和IL-23p40表达，进一步调节先天免疫应答。与此同时，相关研究表明，肠道微生物可以有效调节宿主主动脉中miR204基因表达，通过靶向赖安酸脱乙酰酶将损耗内皮功能，在实验过程中对高脂肪饲料喂养后引发主动脉内皮依赖性血管舒张的小鼠应用光谱抗生素后其肠道微生物将会受到极大抑制，导致主动脉miR-204表达逐渐下降，使内皮依赖性血管舒张得到有效控制，当使用抗生素明显减少后，miR-204表达将会有显著上升的趋势，而内皮依赖性血管舒张改善效果逐渐下滑^[2]。

2.2miRNAs调节宿主基因表达

相关研究表明，miRNAs可以调节上皮细胞分化，并且参与炎性肠病、黏膜免疫等生物过程，以肠上皮细胞缺失内切酶Dicerl的小鼠为例，其上皮细胞miRNAs表达异常，且肠道通透性明显增加，极容易出现炎症反应、肠淋巴细胞及中性粒细胞浸润等情况。与此同时，肠道杯状细胞细胞主要依赖miR-375表达，并且能够抑制KLF5蛋白表达，使结肠杯状细胞大量减少，从而促使大肠和小肠隐窝细胞加速凋亡。相关学者将CV小鼠与GF小鼠肠上皮细胞中的转录物进行对比分析，发现CV小鼠肠道共生微生物中miR-21-5p可以使ADP核糖基化因子4表达上升，在一定程度上增加肠上皮细胞通透性

^[3]。另外，在新生小鼠肠道微生物菌群影响下，肠上皮细胞免疫功能将会被激活，使miRNA-146表达逐渐升高，导致信号分子中IRAKI表达明显下降，其作用机制与miR-146抑制肠上皮表达具有密切联系，在一定程度上降低肠上皮细胞IRAKI蛋白表达水平。miR-146通过靶向细胞生长负调节能够形成SHIPI以及细胞因子信号转导抑制因子I，促使炎细胞因子IL-8、IL-12等表达得到显著提升，并且降低抗炎细胞因子表达，严重影响免疫系统正常运行，引发负反馈调节作用，进一步抵御病原体。由此可见，miRNAs在介导微生物过程中发挥重要作用，不仅可以有效调节宿主的基因，而且有助于调控其机体免疫反应。

3.小结

通过一系列研究实验可以发现肠道微生物与宿主免疫系统存在密切联系，且两者之间相互影响，同时通过作用于肠道组织可以提升宿主免疫功能，在互相作用中起到桥梁作用，为保障系统功能平衡和稳定创造有利条件。针对miRNAs对宿主免疫调控的相关研究比较少，因此在未来的研究过程中可以深入探究miRNAs在肠道微生物与宿主免疫互作中靶向调控关系，准确找出特定疾病中相关的miRNAs，进一步明确miRNAs对宿主肠道微生物、免疫功能等因素的影响。

【参考文献】

[1]孙倩,王琪,王敬, 等.miRNAs参与肠道微生物和宿主免疫互作的调控[J].动物营养学报,2020,32(1):79-84.

[2]赵小伟,杨永新,齐云霞, 等.幼畜肠道miRNAs鉴定及其调控功能的研究进展[J].中国草食动物科学,2017,37(5):51-55.

[3]王珂星, 邹立军, 熊霞,等. miRNAs对动物肠道健康的调控作用[J]. 生命科学研究, 2018, 022(001):80-86.

张玮（1980.2），女 汉族 江西吉安人 井冈山大学医学部 实验师，从事医学免疫学与微生物学实验研究