Иммунная система контролирует усвоение питательных веществ

В тонком кишечнике происходит и всасывание жизненно важных нутриентов, и защита от патогенов. Баланс поддерживается в постоянно изменяющейся среде, особенно у всеядных организмов. Ученые из США исследовали молекулярные и клеточные механизмы, которые регулируют адаптацию кишечника к разным источникам питательных веществ.

Мышей держали на разных диетах, которые отличались соотношением белков и углеводов, после чего изучали экспрессию генов в желудочно-кишечном тракте и системный метаболизм.

В тонком кишечнике в ответ на присутствие углеводов активируется особая транскрипционная программа. Начинают экспрессироваться ферменты и транспортеры, которые способствуют перевариванию и поглощению углеводов. К тому же у мышей на высокоуглеводной диете всего за пять дней изменяется соотношение специализированных энтероцитов, например, Fabp1⁺ и Fabp6⁺.

Оказалось, что одного детектирования глюкозы эпителиальными клетками недостаточно для активации транскрипционной программы. Экспериментальное истощение Т-клеток и лимфоидных клеток врожденного иммунного ответа замедляет ее активацию, как и нокаут гена Rag2, который приводит к отсутствию B- и T-клеток.

Для активации транскрипционной программы ответа на углеводы нужны γδ T-лимфоциты, чья функция до сих пор плохо изучена. В активации участвуют и интраэпителиальные лимфоциты, и лимфоциты собственной пластинки (lamina propria). У мышей на высокоуглеводной диете γδ T-клетки локализуются ближе к углублениям эпителия — кишечным криптам. Там они могут влиять на транскрипцию и дифференцировку эпителиальных клеток кишечника, вероятно, с помощью JAG2/Notch-сигналинга.

В ответ на изменение диеты меняется и экспрессия генов γδ T-клеток, в частности, корецептора интерлейкинов 2 и 15 — IL2Rb. Возможно, что IL-15 регулирует ответ γδ T-клеток на нутриенты. Однако экспрессия IL-15 не изменяется на высокоуглеводной диете, а антитела к IL-15 не влияют на γδ T-клетки. С другой стороны, уровень интерлейкина 22 возрастает на высокопротеиновой диете. Авторы предположили, что IL-22 — негативный регулятор транскрипционной программы ответа на углеводы. В регуляцию также вовлечены пучковые клетки через производство простагландинов.

Таким образом, авторы исследования показали, что клетки иммунной системы — γδ T-лимфоциты — регулируют изменения транскрипции в эпителиальных клетках кишечника в ответ на смену диеты. В дальнейшем они планируют изучить, как γδ T-клетки регулируют экспрессию IL-22 и их роль в метаболических заболеваниях.