在肠道菌群与宿主的相互作用过程中代谢物发挥重要的桥梁作用。比如初级胆汁酸(BAs)在肝细胞内合成并释放到十二指肠中，以促进脂质或脂溶性维生素的吸收。一些BA(?5%)逃逸到结肠，在肠道共生细菌的作用下转化为多种肠道BA ，它们是通过几个核受体和/或G蛋白偶联受体调节宿主胆固醇代谢和能量平衡的重要激素。这些受体在塑造宿主天然免疫反应中起关键作用。但是，这种宿主-胆管网络对适应性免疫系统的影响机制仍不清楚。

　　部分结果展示：1. BAs可能诱导并调节结肠RORγ+Tregs稳态

　　首先研究人员假设肠道细菌可诱导RORγ+通过修饰宿主饮食产生的代谢物来调节T细胞(Treg)稳态，并分析了RORγ+Helios–来自不同饮食(即富含营养的饮食和基本饮食)的特定无病原体(SPF)小鼠和无菌(GF)小鼠的结肠Treg细胞。结果发现，饮食对Treg稳态比例的影响仅限于结肠，在肠道的其他区域(十二指肠，空肠，回肠)或其他淋巴器官(胸腺，脾脏，淋巴结，淋巴集结)中未观察到。当饮食从基本改为富含营养时，结肠的RORγ+Treg频率会逆转。这一发现表明，由宿主及其细菌共生体生物转化的饮食成分或其产生的产物可能是引起结肠RORγ+Tregs的表达。

　　由于肠道BAs是受宿主饮食影响并被肠道细菌修饰的重要代谢产物，因此研究人员检查了这些小鼠的肠道BAs含量。随着RORγ+Treg种群的减少，基础饮食的小鼠粪便初级BA和次级BA的水平明显低于饮食丰富的小鼠。这些结果表明，对饮食产生反应并被细菌微生物转化的宿主BAs可能诱导结肠RORγ+Tregs。

　　图1. 胆汁胆汁酸代谢产物对于维持结肠RORγ+Treg至关重要

　　为了直接测试BA代谢物是否能调节结肠RORγ+Treg，研究人员通过单独或组合BA对基础饮食的SPF小鼠进行补充实验。结果显示，单个初级或次级BA均不能挽救结肠RORγ+Treg或总Foxp3+Treg的水平。但是，某些初级BA的混合物(如胆酸/熊去氧胆酸，鹅去氧胆酸/熊去氧胆酸或胆酸/鹅去氧胆酸/熊去氧胆酸)可以使RORγ+Treg和Foxp3+Treg的结肠频率都接近于饮食丰富的小鼠。这些结果表明，BA池中的某些初生和次生BA会优先调节RORγ+Treg。

　　2.肠道细菌通过胆汁酸代谢途径控制结肠的RORγ+Treg

图2. 肠道细菌通过胆汁酸代谢途径控制结肠的RORγ+Treg

　　假设这些细菌中的BA代谢途径与结肠RORγ+Treg的诱导有关。研究人员选择了两种RORγ+Treg诱导剂拟杆菌(Bacteroidesthetaiotaomicron)和脆弱拟杆菌(Bacteroides fragilis)来检验这一假设，并剔除了负责BA解偶联(胆汁盐水解酶，BSH)和C-7位置qiǎng基氧化的遗传因子(7α-qiǎng基类固醇脱氢酶，7α-HSDH)。去掉7α-HSDH的遗传因子后，BA没有变化，表明在这些细菌中7α-氧化可能不会在BA代谢中起主要作用。消除拟杆菌属物种中的BSH可降低细菌诱导结肠RORγ+Tregs的能力。相反，7α-HSDH突变体引起的结肠RORγ+Tregs水平与野生型拟杆菌属所诱导的水平相当。

　　3.VDR在调节肠道RORγ+Treg稳态中作用显著

　　宿主BAs被微生物代谢修饰，并用作信号分子，用作激活BA受体(BARs)配体。因此，研究人员探讨了BAR是否调节肠道RORγ+Treg稳态。通过比较各种BAR的小鼠结肠组织表达，发现核受体(尤其是VDR)更加丰富。接下来，比较了几种BAR各自遗传缺陷的小鼠中结肠RORγ+Treg的水平。发现G蛋白偶联受体缺乏症并不影响结肠RORγ+Tregs的水平。核受体NR1I2和NR1H3(LXRα)也无贡献。然而，在缺乏以下两种BA核受体-VDR和NR1H4的结肠中RORγ+Treg细胞水平降低，缺少这两个遗传因子的小鼠的结肠RORγ+Treg表型类似于仅缺乏Vdr或最低饮食同窝仔对照的小鼠的结肠RORγ+Treg表型。该结果表明VDR信号传导在调节该结肠Treg群体中的显著作用。

　　图3. 胆汁酸代谢产物通过胆汁酸受体调节结肠RORγ + Treg

　　4.BA改善DSS诱导的结肠炎

　　为了确定肠道BAs是否通过VDR或NR1H4调节结肠RORγ+ Treg，研究人员用三种鼠类初级BAs混合物或八种次级BAs混合物处理了核受体缺陷型小鼠。结果显示，两种BA混合物均足以提高遗传因子缺陷小鼠及其同窝对照的RORγ+ Treg结肠表达水平。但单独补充BA均无法恢复结肠RORγ+ Treg水平，暗示了微生物BA–VDR轴在结肠RORγ+ Treg种群调控中的重要作用。

图4. 胆汁酸可改善肠道炎症

　　由于1,25-二qiǎng基维生素D3也可以激活VDR，因此研究人员比较了基础饮食和高营养饮食的SPF和GF小鼠血清和结肠组织中的VDR水平。结果发现这些小鼠之间的VDR水平相当。这些数据表明，BA-VDR轴而不是维生素D3-VDR轴在调节肠道中的RORγ+ Tregs方面至关重要。

　　RORγ+调节性T细胞已被报道保持结肠稳态和减弱结肠炎严重性。因此，研究人员调查了肠道BAs是否在DSS诱导的结肠炎鼠模型中调节结肠炎症反应。随着DSS诱发的结肠炎的发展，与高营养饮食的小鼠相比，基础饮食的小鼠体重减轻，并且经历了更严重的结肠炎。有趣的是，初级和次级BA的补充均增加了基础饮食小鼠的RORγ+Treg水平，并缓解了结肠炎症状和体征。表明在动态平衡过程中BA维持RORγ+Treg库对于宿主抵抗DSS结肠炎至关重要。

　　延伸与讨论：

　　研究发现饮食和微生物因素都影响肠道BA池的组成，并调节表达转录因子RORγ的重要结肠Foxp3 +Tregs的表达。肠道BA池的恢复可提高结肠RORγ + Treg水平，并通过BA核受体VDR改善宿主对炎性结肠炎的敏感性来调节结肠Treg稳态。因此，宿主及其细菌共生体之间的相互作用可以通过产生的代谢物控制宿主的免疫稳态。通过宿主及微生物直接的相互作用研究，了解结肠Tregs调控的分子机制，对于改善人类胃肠炎性疾病的治疗具有重要意义。