Роль компонентов Муцина2 в изменении состава нормальной микрофлоры кишечника и мукозального иммунитета мышей

  • Ксения Михайловна Ачасова ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук», Новосибирск, Россия
  • Е. А. Литвинова ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук», Новосибирск, Россия
  • Е. Н. Кожевникова ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук», Новосибирск, Россия

Аннотация

В кишечнике млекопитающих обитает огромное количество бактерий, которые постоянно взаимодействуют с организмом хозяина. Большую роль бактерии играют в модуляции мукозального иммунитета кишечника, оказывая как противовоспалительные, так и провоспалительные эффекты, поддерживая таким образом гомеостаз в кишечнике (Artis, 2008). Изменение состава нормальной микрофлоры может приводить к изменению гомеостатического состояния и нежелательным последствиям для организма. В данном исследовании проводили оценку роли моносахаридов, входящих в состав основного протеогликана кишечника муцина2, в изменении состава нормальной микрофлоры и мукозального иммунитета. Исследование проводили на базе ЦКП SPF-виварий ИЦиГ СО РАН (RFMEFI61914X0005 и RFMEFI62114X0010), на мышах с нокаутом гена муцина2 (Muc2-/-) и С57BL/6. Было показано, что у Muc2-/- мышей вследствие отсутствия муцина2, снижено количество моносахаридов фукозы и сиаловой кислоты в толстой кишке, по сравнению с мышами дикого типа, а также отличается состав кишечной микрофлоры. Исследование иммунного статуса Muc2-/- мышей выявило адаптивные изменения на уровне гуморального (увеличение IgG в толстой кишке и IgG против собственной микрофлоры в крови) и мукозального иммунитета (повышенная экспрессия некоторых провоспалительных факторов, поляризация функции макрофагов в сторону М2-типа). Отсутствие муцина2 у мышей приводит к адаптивным изменениям иммунитета вследствие постоянного контакта клеток кишечника хозяина с микрофлорой. Антибиотики широкого спектра действия, нарушая состав нормальной микрофлоры, приводили к гибели 60% Muc2-/- мышей (при этом 100% мышей C57B/6 выживало). Добавление фукозы и сиаловой кислоты к антибиотикам обеспечивало выживание 100% мутантных мышей. Нами было показано, что эти эффекты могут быть следствием частичного восстановления необходимых бактерий за счет моносахаридов при нарушении микрофлоры антибиотиками. Одними из таких бактерий были Bacteroides spp. При помощи анализа SSCP ДНК гена 16S рРНК были выявлены две бактерий, которые сохранялись при добавлении моносахаридов. На фоне нарушения нормальной микрофлоры у Muc2-/- мышей наблюдали изменения мукозального иммунитета. Антибиотики не оказывали эффекта на иммунный статус мутантных животных. Однако добавление моносахаридов к антибиотикам вызывало поляризацию функции макрофагов в сторону М1-типа и активацию Th1-клеток. Остается непонятным, что именно привело к таким изменениям, воздействие на иммунную систему со стороны определенных бактерий, или прямое действие моносахаридов на иммунные клетки. Таким образом, микрофлора кишечника и моносахариды могут выступать в роли модуляторов иммунных реакций. Более подробное исследование данных механизмов может способствовать созданию новых способов воздействия на иммунную систему. Работа поддержана грантом РФФИ 15-04-07653.
Опубликован
2017-07-04
Раздел
Материалы конференций