共生菌可調控皮膚損傷後Toll-like receptor 3所引發的發炎反應

論文：Lai, Yuping, et al. 2009. Commensal bacteria regulate Toll-like receptor 3–dependent inflammation after skin injury. Nat. Med., 15: 1377-1383.

學生: Chia-Hui Huang (黃佳慧)                           時間: 14:10~15:00, Apr. 14, 2010

講評老師: Dr. Lien-I Hor (何漣漪老師)              地點: Room 601

摘要:

        Staphylococcus epidermidis為人體皮膚上的共生菌之一，他們通常和表皮的角質細胞和平共處，一但穿越皮膚的屏障，進入身體內，則可能會引起發炎反應等[1]。在傷口癒合的過程中，過度的免疫反應可能會造成組織過度的損傷，但適當的免疫防禦機制則能幫助我們快速地對抗外來物的感染而避免進一步的傷害。Toll-like receptors (TLRs)負責偵測外來物的入侵及引發發炎反應。在這篇研究中，作者想要知道S. epidermidis如何透過調控TLR的訊息傳遞，進一步去影響角質細胞所引起的發炎反應。在給予人類正常的角質細胞poly(I:C)後，會活化TLR3的訊息傳遞，使得IL-6及TNF-a的表現量上升，然而此現象會被小於10-kDa的S. epidermidis產物所抑制。老鼠耳朵先給予poly(I:C)的刺激，之後再給予小於10-kDa的S. epidermidis產物，發現會降低耳朵引發發炎反應的強度，以及IL-6和TNF-a的表現量。作者也在老鼠的背部給予一道無菌的刀痕，用以研究受損的細胞是否會活化TLR3的訊息傳遞。他們發現Tlr3^−/−老鼠背部傷口附近的IL-6及TNF-a表現量相較於wild-type老鼠來得低。利用UV-B幅射使角質細胞走向細胞凋亡或壞死，再用以刺激正常的角質細胞，發現壞死的角質細胞會釋放RNA，使得正常的角質細胞表面的TLR3表現量及TNF-a的釋放增加。Lipoteichoic acid (LTA)為革蘭氏陽性菌細胞壁上主要的成份之一，而S. epidermidis也是革蘭氏陽性菌的成員。他們發現LTA會抑制poly(I:C)刺激後TNF-a表現量上升的現象，利用具專一性的中和抗體也進一步確認了小於10-kDa 的S. epidermidis產物就是LTA。同時，作者也進一步發現LTA會誘使TRAF1的表現增加，TRAF1會和TRIF結合，而抑制了TLR3下游的訊息傳遞。在Traf1^−/−老鼠背部給予無菌的刀傷後，的確也發現LTA無法順利抑制IL-6及TNF-a的產生。另一方面，LTA被認為會抑制TLR2下游所引發的細胞激素產生及引發發炎反應等現象，而在給予Tlr2^−/− 或 Myd88^−/−老鼠LTA之後，也發現TRAF1的表現量下降了。總結作者的發現，位在皮膚上的共生菌，除了對人體無害之外，可能還具有調控發炎反應的益處。

參考資料:

1.      Michael Otto. 2009. Staphylococcus epidermidis — the ‘accidental’ pathogen. Nat. Rev. Microbiol., 7: 555-567.