单层小肠上皮细胞(intestinal epithelial cells,IECs)为机体提供了一道天然屏障,将机体的固有层和身体的其他部分与生活在肠腔中的肠道微生物隔开。
对无菌以及抗生素诱导的菌群缺失小鼠的研究表明,肠道菌群在维持哺乳动物宿主的稳态方面发挥着有益作用。细菌产物和Toll样受体(Toll-like receptors,TLRs)共同维持着IEC的体内平衡。但TLRs如何在生物钟改变时及时调节稳态平衡还未可知。
法国斯特拉斯堡大学的Atish Mukherji等人通过对IEC生物钟功能和分子的详细研究发现,IEC的完整性对微生物与IEC的相互作用来说是必须的。在IEC中,RORα激活子和RevErbα抑制子的反向表达使得TLR的表达具有生物节律,这能够暂时将无节律的微生物信号转换成有生理节奏的JNK和IKKβ活性,并阻止RevErbα的激活。RevErbα的激活会破坏生物钟。再者,通过AP1和NF-κB的激活,与RORα、RevErbα一起保证生物钟处于平衡状态。微生物信号的缺乏能够诱导糖尿病前症状,这主要是由于生物钟破坏从而使得回肠产生过量皮质酮。
该项研究不仅揭示了该生物钟的功能性组织,还表明了该生物钟在TRL介导的微生物信号所调控的IEC自平衡中的关键作用。(作者:贺利军)
参考文献:《Cell》2013;153:812-827