《Advanced Science》:Gut Microbiota-Non-Coding RNA Axis in Immune Modulation and Disease: From Mechanisms to Clinical Translation
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本综述系统阐述了肠道微生物群与非编码RNA(ncRNA)互作在免疫稳态中的核心机制,指出微生物代谢物(如短链脂肪酸SCFAs)通过调控ncRNA(miRNA、lncRNA、circRNA)表达,影响免疫细胞分化(如Th17/Treg平衡)及炎症通路(NF-κB/NLRP3),进而参与结直肠癌、败血症、动脉粥样硬化等疾病进程。文章重点探讨了该轴的转化潜力,包括微生物标志物与ncRNA作为诊断工具及治疗靶点(如miR-146a、miR-223)的应用前景,为精准免疫学提供新视角。
肠道微生物群与非编码RNA的对话:免疫稳态的隐形导演
肠道微生物群与宿主免疫系统的互动日益被视为健康与疾病的关键调节器。近年研究发现,微生物群通过代谢产物(如短链脂肪酸SCFAs、色氨酸衍生物)与免疫细胞沟通,而非编码RNA(ncRNA)——包括microRNA(miRNA)、长链非编码RNA(lncRNA)和环状RNA(circRNA)——在其中扮演了“信号翻译官”的角色。这些ncRNA能精准调控基因表达,影响免疫细胞分化、激活及效应功能,从而维持免疫平衡。
微生物群-ncRNA-免疫轴的核心机制
微生物代谢物可直接或间接调控ncRNA表达。例如,SCFAs(如丁酸盐)能上调miR-203表达,抑制上皮间质转化(EMT),从而抑制结直肠癌进展;而菌群失调(如具核梭杆菌F. nucleatum富集)可通过TLR4/MyD88/NF-κB通路激活miR-21,促进肿瘤增殖。同时,ncRNA也反向调控微生物组成,如宿主miRNA通过外泌体被细菌摄取,影响其基因表达,形成双向沟通网络。
疾病中的具体作用
在结直肠癌中,微生物群-ncRNA轴通过调节自噬(ULK1/ATG7)、免疫检查点(PD-L1)及肿瘤微环境重塑驱动恶性进展。在炎症性肠病(IBD)中,miR-223下调会加剧TNFα/NF-κB/NLRP3炎症通路激活,破坏肠屏障。而在心血管疾病中,微生物代谢物(如丙酸)通过miR-142-5p调控胆固醇转运蛋白ABCA1,影响动脉粥样硬化斑块形成。
转化医学前景与挑战
微生物和ncRNA特征可作为诊断生物标志物(如循环miRNA检测),而干预策略包括益生菌、粪便微生物移植(FMT)及ncRNA靶向疗法(如miR-146a模拟物)。然而,个体菌群差异、ncRNA递送效率及临床验证仍是转化瓶颈。未来需结合多组学与人工智能,开发个性化调控策略。
结语
肠道微生物群-ncRNA轴作为免疫调节的枢纽,深化了我们对宿主-微生物共进化的理解。从机制探索到临床应用,这一领域有望为慢性炎症、肿瘤及代谢性疾病提供突破性诊疗思路。