近日，一项由美国华盛顿圣路易斯大学吴萌教授和哈佛医学院丹尼斯·L·卡斯珀教授带领的研究团队，揭示了肠道补体系统的全新功能和运作机制，颠覆了科学界对补体系统传统认知的局限性。研究发现，肠道内存在一个独立且精巧调控的补体系统，它在维护共生微生物群平衡、抵抗肠道感染方面发挥着关键作用。
长久以来，补体系统被认为仅作为血液中的先天免疫成分，但吴萌教授团队通过开创性研究，首次证实肠道内存在着特定表达的补体成分3（C3），并揭示其在肠道环境下的独特功能。研究指出，肠道微生物能够调节肠道内C3的水平，并且C3不仅由肝脏细胞产生，肠道细胞同样具备生产并分泌C3到肠腔内的能力。这一发现揭示了补体系统在体内防御机制中更深层次的作用，特别是在维持健康微生物群落平衡方面的复杂角色。
吴萌团队深入探究了黏膜上的C3成分如何发挥作用、其细胞来源及其对宿主微生物群的依赖性，极大地拓宽了我们对补体蛋白C3生成及功能的理解。研究还揭示了肠道菌群与肠道补体之间的相互作用，为通过调节两者关系以治疗肠道感染、炎症性肠病和克罗恩病提供了全新的预防和治疗思路。
“古老”的补体系统，在生物进化历程中扮演着至关重要的角色，其起源可追溯至十多亿年前的原始生物体内，而人类对其的研究则始于19世纪末，比利时科学家朱尔·博尔代因发现补体系统而荣获诺贝尔奖。随着现代测序技术的发展，科学家们进一步揭示了肠道菌群与补体系统间的互动关系，尤其是在肠道这个高度复杂的微生态系统中。
吴萌课题组巧妙地围绕C3展开了一系列细致研究。他们利用无菌小鼠模型和微生物菌群分析，证明肠道菌群可以直接调节补体C3蛋白的水平，甚至鉴定出一种能特异性提高肠道C3水平的菌株。研究团队随后发现，肠道基质细胞是稳态条件下C3的主要来源，并能直接感知共生信号，进而表达并分泌C3。在探索肠道补体系统的功能过程中，研究人员观察到，在病原体入侵期间，肠道C3水平增加，通过替代性补体途径标记细菌，引导中性粒细胞吞噬病原体，从而实现保护作用。同时，健康状态下肠道菌群决定的C3基线水平与感染严重程度呈反比关系。
最后，研究团队确认肠道补体系统同样存在于人体中，并受肠道菌群精密调控。令人惊奇的是，肠道补体系统能在不破坏益生菌的前提下，有效清除有害病原体，展示了其设计之巧妙与精准调控能力。这项研究成果以《微生物群诱导的肠道补体可与病原体作斗争并于共生菌和谐共处》为题发表在顶级期刊Cell上。
目前，吴萌所在的华盛顿圣路易斯大学在肠道菌群研究领域一直处于领先地位，她表示，未来将致力于运用多种研究方法，继续探讨肠道菌群如何精细调控补体蛋白C3水平，以及这背后的分子机制。深入理解肠道菌群与补体系统的交互作用，有望开辟微生物靶向精准医学的新途径，为防治肠道疾病提供创新策略。
