NLRC4產生的IL-1β可以區分腸道的致病菌和共生菌並促進宿主腸道對抗致病菌

論文：Franchi et al., NLRC4-driven production of IL-1β discriminates between pathogenic and commensal bacteria and promotes host intestinal defense, Nature Immunology 2012, 13:449-457

報告者：蔡孟暄                                           講評老師：蔡佩珍老師

時間：13:00~14:00, Dec. 05, 2012               地點：Room 601

摘要：

先天免疫細胞利用Toll-like receptors (TLRs) 和Nod-like receptors (NLRs) 辨識細菌，並產生像interleukin (IL)-6、tumor necrosis factor (TNF)以及IL-1β等前發炎物質，而引起對抗細菌的發炎反應，然而在腸道內，致病菌可引發發炎反應，但共生菌卻不會，其機制尚未清楚。在這篇研究中，作者指出腸道的單核吞噬細胞 (intestinal mononuclear phagocytes, iMPs) 是調控腸道平衡、對致病菌和共生菌產生不同的發炎反應的主要免疫細胞。與骨隨取得的巨噬細胞不一樣，iMPs在受到TLR ligand或許多的細菌刺激後不會產生IL-6和TNF，並且在沒有第一訊號的刺激下便會持續的表現pro-IL-1β。並且當受致病菌刺激後iMPs才會活化caspase 1去切pro-IL-1β而產生成熟型的IL-1β，在共生菌的刺激下則不會有這些現象發生，而這樣的現象需要由iMPs的NLRC4 inflammasome和致病菌的type III secretion system (T3SS) 及flagellin所誘發。此外，去比較Nlrc4^-/- 和 Il1r^-/- 的BALB/c老鼠和wild-type的老鼠在受到腸道的Salmonella感染後的病理現象，發現Nlrc4^-/- 和 Il1r^-/- 的BALB/c老鼠會有較弱的腸道發炎反應、較少的neutrophils被吸引到發炎部位、較高的細菌量以及較差的存活率。總結來說，為了維持腸道的平衡，iMPs對於TLR的刺激反應低落，但卻可以利用NLRC4 inflammasome去偵測到只會特別出現在致病菌的因子而對致病菌有所反應。因此，由NLRC4而產生IL-1β去對抗致病菌的機制對於保護宿主對抗腸道感染是重要的。

參考資料：

1.       Smythies LE, Sellers M, Clements RH, Mosteller-Barnum M, Meng G, Benjamin WH, et al. Human intestinal macrophages display profound inflammatory anergy despite avid phagocytic and bacteriocidal activity. The Journal of clinical investigation 2005, 115(1): 66-75.

2.       Gong YN, Shao F. Sensing bacterial infections by NAIP receptors in NLRC4 inflammasome activation. Protein & cell 2012, 3(2): 98-105.