北京
人体肠道内栖息着数万亿微生物，它们不仅协助消化食物，更在免疫系统塑造中扮演关键角色。但一个问题始终未解：在复杂的微生物群落中，宿主能否在“茫茫菌海”中选择性识别并管理特定细菌？
中国科学院上海营养与健康研究所联合中国科学院分子细胞科学卓越创新中心，成功揭示了一种宿主与肠道菌群互作的新机制。
01
靠“细菌身份证”识别敌友
研究团队采用蛋白质组学技术，对比无菌小鼠与普通小鼠的肠道黏膜样本，发现一种名为APOL9的蛋白在正常小鼠肠道中显著高表达，且主要由肠上皮细胞产生。
通过团队独创的“APOL9-seq”技术（结合流式细胞术与微生物组测序），研究人员意外发现，APOL9及其人类同源蛋白APOL2能特异性结合一类常见的肠道细菌——拟杆菌目（Bacteroidales）。
机制研究表明，APOL9的识别能力依赖于细菌表面一种特殊的脂质分子神经酰胺-1-磷酸（Cer1P）。当通过基因编辑去除分子合成通路后，APOL9与细菌就不再结合。该研究首次证实，宿主能通过细菌特征性脂质标记，实现选择性“身份识别”。
02
揭示主动塑造菌群的新范式
与传统抗菌蛋白不同，APOL9并不杀死目标细菌，而是诱导其释放外膜囊泡（OMVs），这些纳米级囊泡满载细菌分子，可被宿主免疫系统捕获并用于增强免疫防御。
具体来说，OMVs能激活干扰素-γ（IFN-γ）信号通路，并提升肠道细胞表面MHC-II分子的表达，从而训练一类特殊的CD4+CD8αα+T细胞，维持肠道免疫稳态。
为验证APOL9的生理功能，研究团队构建了APOL9基因敲除小鼠，并使其感染沙门氏菌。这些小鼠表现出更强的细菌扩散能力和更高的死亡率。而补充OMVs后，感染症状显著改善，免疫应答明显增强。
▲APOL9通过结合Cer1P分子诱导OMVs释放并激活IFN-γ-MHC-II通路，以增强肠道黏膜免疫。
03
开辟新路径
肠道不仅是消化吸收的场所，更是宿主与微生物共同编织的精密免疫网络的核心。破译其中的分子密码，将为人类健康带来深远影响。
该研究首次阐明宿主蛋白可通过识别细菌脂质标志物，触发有益的免疫反应；同时揭示了一种主动塑造菌群的新范式——宿主并非被动容忍微生物，而是可以通过主动的分子“对话”实现肠道微生态的动态平衡。该发现为开发“菌群-免疫”协同调控的下一代疗法开辟了新路径。
APOL9与Cer1P的特异性结合，提示宿主与微生物在长期共进化中形成了高度适配的分子“对话语言”。未来，研究团队计划进一步探索人类APOL2蛋白的功能，以及如何通过调控这一通路增强肠道免疫屏障。
来源：中国科学院上海营养与健康研究所
责任编辑：曹旸
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