ビフィズス菌は乳児期から成人期にかけて抗菌Tヘルパー細胞応答を形成する
本文へスキップ
ネイチャー・コミュニケーションズ
検索
ログイン
コンテンツ
Natureについて
掲載
記事
PDFダウンロード
記事
オープンアクセス
出版：2023年9月23日
ビフィズス菌は乳児期から成人期にかけて抗菌Tヘルパー細胞応答を形成する
https://www.nature.com/articles/s41467-023-41630-x
Katrin Vogel, Aditya Arra, ...Monika C. Brunner-Weinzierl 著者一覧を見る
ネイチャーコミュニケーションズ14巻、論文番号：5943（2023） この記事を引用する
1525 アクセス
22 Altmetric
メトリクス詳細
要旨
生後早期の微生物感染は、未経験の免疫系にとって難題である。SARS-CoV-2パンデミックは、新生児、乳児、小児、成人のT-ヘルパー（Th）細胞が感染症に対して異なる反応を示すことを改めて浮き彫りにしており、さらなる理解が求められている。本研究では、新生児から成人までの黄色ブドウ球菌、表皮ブドウ球菌、ビフィドバクテリウム・ロンガム・インファンティスに対する抗細菌T細胞応答を調べ、年齢や病原体に依存したメカニズムを明らかにした。活性化によるクラスタリングの他に、ブドウ球菌で刺激されたT細胞はTh1型細胞になるが、ビフィズス菌で刺激されたT細胞ではこの分化が抑制される。驚くべきことに、ビフィズス菌によるT細胞の前刺激は、FoxP3+CD4+T細胞を誘導し、IL-10とガレクチン-1の分泌を増加させ、CTLA-4依存的な阻害能を示すことによって、細胞細胞依存的にブドウ球菌特異的Tヘルパー細胞の活性化を抑制する。さらにビフィズス菌は、重症のCOVID-19患者のTh反応を減弱させ、免疫系の有害な過剰反応の解消に寄与している可能性が高い。標的を絞った年齢特異的介入は感染防御を強化し、特異的な免疫機能は年齢を越えて利用できる可能性がある。
はじめに
子どもは生後28日以内に死亡する確率が最も高く、次いで生後5年である1,2。研究により、生後早期の免疫系は成人の免疫系とは異なる反応を示すことが示されているが、抗菌反応を引き起こし、有害反応を回避するための発達に特異的なメカニズムは、まだ完全には解明されていない3,4,5,6,7。最近、生後3ヵ月間の血液中の細胞集団の構成が、一定の発達の軌跡をたどることが報告されたが、それ以降のデータやこれらの細胞の機能的特徴については、まだ深く研究されていない8,9。この点に関して、新生児と乳児のTヘルパー（Th）細胞10,11,12は、乳児期と成人期で異なる真菌特異的一次T細胞応答を生成し、新生児期に特徴的なT細胞が成人のメモリープールに現れることが示された4,7。
ビフィドバクテリウム・ロンガム・ssp.インファンティス（B.infantis）は、生後早期に乳児の腸内に急速に定着することができ、その増殖はヒトの母乳に含まれる成分によって支えられている13,14,15。B.infantisはブドウ球菌やレンサ球菌に勝り、炎症を抑える16,17。例えば、アトピー性気道疾患のマウスモデルにおいて、B. infantisは制御性T細胞（Treg）の増加と相関する病態を解決することが示されている18。B. infantisが仲介する有益なTreg効果は、腫瘍モデルにおける免疫チェックポイント療法の副作用を軽減することも実証されている19,20。対照的に、黄色ブドウ球菌は皮膚や軟部組織感染症の最も一般的な病原体であり、幅広い臨床症状を引き起こす21。黄色ブドウ球菌は、過剰なT細胞の活性化と調節不全の炎症を引き起こし、その結果、血流中に高レベルのサイトカイン（IFN、IL、ケモカイン、CSF、TNFなど）が放出され、多臓器に全身的かつ有害な影響を及ぼす24,25。新生児や乳児の免疫系が成人のそれとは異なることはよく知られているが、ブドウ球菌やビフィズス菌のような細菌抗原に特異的に反応する能力についてはあまり知られていない26。これらの細菌は、新生児が生涯を通じて即座に継続的に暴露されるため、特に興味深い。従って、ヒトと微生物との相互作用の共進化が、特に生後早期のヒトの適応免疫応答を形成してきたと予想される。我々は、豊富な細菌に対する抗原特異的な炎症性T細胞応答は、おそらく年齢特異的な様式で、人生の非常に早い時期に形成されるという仮説を立てた。
ここで我々は、黄色ブドウ球菌、表皮菌、または乳児菌に応答して引き起こされるCD4+ T細胞分化の細胞メカニズムを調べ、それらの相互作用の影響を解析した。我々は、CD4+ T細胞が病原体特異的であると同時に、その年齢に特徴的な反応を示すことを示した。メカニズム的には、B. infantisが、FoxP3、GITR、IL-10、CTLA-4といった制御性T細胞に特徴的な遺伝子のアップレギュレーションによって、制御性T細胞応答を特に促進することがわかった。一方、FoxP3+ Treg形成、ガレクチン-1放出、IL-10分泌の亢進、およびB. infantis刺激細胞による重篤なエフェクター反応の抑制は、細胞間接触およびCTLA-4依存的に起こる。
研究結果
新生児、乳児および小児のT細胞は、黄色ブドウ球菌およびB. longum ssp. infantisを認識し応答する
出生から小児期にかけての細菌に対する抗原特異的CD4+ T細胞分化の特徴を明らかにするために、0～12歳のドナー（表S1およびS2）および成人（表S3）のナイーブCD4+ T細胞を用いた生体外モデルを設定した。乳幼児と小児の臍帯血（CB）（最も若い T 細胞の例）、血液、アデノイド、および成人の末梢血 （PB）から、ルーチンで純度 99.6%以上に濃縮されたナイーブ CD4+CD45RA+CD31+（最近の胸腺 移住者）T 細胞を抗原特異的に刺激し、この研究で解析した。T細胞への抗原提示は、それぞれ熱不活化（h.i.）B. longum ssp. infantis（B.インファンティス）、h.i. S. aureus ssp. aureus、またはh.i. S. epidermidisで16時間成熟させた自己CD14+単球によって仲介された（「材料と方法」参照）。CD16とHLA-DRの表面発現、IL-6とIL-1ßの細胞内発現と蓄積によって、解析した年齢群間で同様の成熟がコントロールされていた（図S1a、b；表S43-47）7。TCRによって誘導された活性化マーカーCD25のアップレギュレーションを最初にモニタリングしたところ、頻度は異なるものの、分析したすべての年齢群のドナーのT細胞が、刺激3日後に黄色ブドウ球菌、表皮ブドウ球菌、インファンティス菌に対して活性化したことが示された（図1a、図S2a、b）。非特異的抗CD3/CD28を介した活性化を陽性対照として用いると、T細胞はどの年齢でも強い活性化を示した（図1a、黒線）。その後、活性化によって誘導された細胞クラスターを蛍光測定し、Immunospotリーダーで分析したところ、新生児と成人の両方のサンプルで、105細胞あたり100個を超えるクラスターがはっきりと確認された（図1b、c、表S5）。安静時のT細胞はクラスターを形成しなかったが、S. aureusやB. infantisの刺激では大規模な細胞クラスターが形成され、細菌抗原がT細胞によく認識されることが示唆された。h.i. S. aureus、h.i. S. epidermidis、h.i. B. infantis、および年齢層によって引き起こされる細胞死の影響が異なることを除外することができた（図S2c、表S48）。
図1：細菌特異的T細胞活性化。
図1
a h.i.黄色ブドウ球菌（青）、h.i.表皮菌（緑）、またはh.i.B.インファンティス（オレンジ）であらかじめ成熟させた単球と、ナイーブT細胞または抗CD3/CD28で刺激したナイーブT細胞（黒）を3日間インキュベートした後、新生児、乳児、小児、成人のCD25発現CD4+ T細胞の頻度をフローサイトメトリーで測定し、年齢に対してプロットした。b 新生児と成人からの精製ナイーブ（CD4+CD45RA+CD31+）T細胞をCSFEで標識し、h.i. S. aureusまたはh.i. B. infantisあるいは抗CD3/CD28で成熟させた単球と3日間共培養した。CFSE標識細胞は、ImmunoSpot S6 ULTIMATE UV Image Analyzerを用いて計数し、刺激後に形成された細胞クラスターの数を決定した。 c 棒グラフは、3つの異なるドナーによって形成されたクラスターの数を示す。各ドットは異なるドナーを表す。図中のエラーバーは平均＋SDを示す。*p＜0.05、***p＜0.01、***p＜0.001、***p＜0.0001はHolm-Sidakポストホック検定による一元配置分散分析で決定した。d 代表的な成人ドナーのT細胞サブセットを、HLA-DR遮断抗体の存在下または非存在下で、h.i. S. aureus抗原またはh.i. B. infantis抗原で成熟させた単球と共培養した。フローサイトメトリーにより、3日間の刺激後のCD4+、CD4+CD45RA+、CD4+CD45RO+、CD4+CD45RA+CD31+ T細胞の増殖を測定した。h.i. S. aureus（青）、h.i. S. epidermidis（緑）、h.i. B. infantis（オレンジ）、または抗CD3/CD28（黒）で3日間刺激した新生児、乳児、小児、成人のT細胞の増殖（CFSElo）細胞の頻度をフローサイトメトリーで測定し、ドナーの年齢に対してプロットした。累積結果を示し、各ドットは1人のドナーを表す（a、c、e）。相関分析はピアソンの相関を用いて行った。ピアソンの相関係数rを示し、***はp<0.001を表す。示したデータはすべて、異なるドナーのT細胞を用いて少なくとも3回行った実験の代表値である。ソースデータはSource Dataファイルとして提供される。
フルサイズ画像
抗原特異的刺激に応答する増殖は、免疫反応におけるT細胞の本質的な特徴である。そこで、T細胞の活性化誘導性増殖を、細菌成熟APC（上記参照）で3日間刺激する前に、重要な色素であるカルボキシフルオレセインスクシンイミジルエステル（CFSE）で細胞を標識することにより決定した。T細胞の増殖は、h.i.S.aureus、h.i.S.epidermidis、さらにh.i.B.infantisで刺激すると、CFSE蛍光希釈によって明確に検出できた。重要なことは、HLA-DRを阻害すると活性化誘導性のT細胞増殖が阻止され、抗原特異性が確認されたことである（図1d、e、図S2d、e、表49、50）。一方、非特異的抗CD3/CD28を介した活性化（陽性対照）では、どの年齢のT細胞も旺盛に増殖した（図1e黒線）。解析したすべての細菌に対して、黄色ブドウ球菌が最も強い増殖反応を引き起こし、次いで表皮ブドウ球菌、B. infantisが続いた。T細胞の細菌抗原を介した増殖をドナーの年齢と相関させると、病原体特異性が明らかになり、ピアソンの相関係数（r < -0.67、すべてのp値 < 0.001）およびスピアマンのRho（Rho < -0.865、すべてのp値 < 0.001）で示されるように、年齢依存性が示された（図1e参照）。詳細には、黄色ブドウ球菌特異的刺激では、6～12歳の小児（18.4％）または成人（18.9％）と比較して、新生児および2歳までの乳児（37.5％および40％）で増殖したT細胞の頻度が高いことが示された（図1d、e、図S2c、d）。B. infantisによって誘導されたT細胞増殖は2歳までしか検出できなかったが、S. aureusとS. epidermidisは調べたどの年齢でもナイーブT細胞の増殖を有意に誘発した（図1d、e、図S2d、e）。これらの結果から、黄色ブドウ球菌、表皮ブドウ球菌、B. infantisの細菌抗原を特異的に認識し応答するナイーブT細胞の能力は、病原体および年齢に依存することが明らかになった。
サイトカインの年齢依存的発現と分泌
異なるライフステージにおける黄色ブドウ球菌およびB. infantisに対するT細胞抗原特異的応答が、異なる分化特性を持つかどうかを決定するために、タイプ1およびタイプ17のサイン性サイトカインの発現と分泌をモニターした。そこで、新生児、小児、成人のT細胞を、図1に記載したように、h.i.黄色ブドウ球菌またはh.i.B. infantis成熟単球で3日間刺激し、サイトカインの細胞内発現と上清蓄積をそれぞれフローサイトメトリーとサイトカインキャプチャーアッセイで測定した。Th1マスターサイトカインIFN-γ（図2a、b、右パネル、表S6）とTh1関連マスター転写因子T-bet（図2c、表S7）の発現は、すべての黄色ブドウ球菌刺激T細胞で検出可能であった。全 CD4+T細胞に関する発表された研究3 の延長として、ナイーブT細胞を用いて実験を行った。IFN-γの蓄積／分泌は、0～5歳のドナーと比較して、6歳以上のドナーの黄色ブドウ球菌刺激T細胞の上清では3倍高かった（図2b、右）（p < 0.0001）。B. infantis刺激T細胞では、IFN-γ産生細胞は低い頻度で検出されたが、新生児と比較して小児および成人で有意に高かった。一方、B. infantisで刺激したT細胞では、頻度は低いものの、IL-2産生量は新生児、乳児、小児で成人より多かった（図2a、b、左）。さらに、TNF-αの発現は、新生児T細胞では他のすべての年齢グループと比較してモニターされた（図2a、中）。実際、TNF-αを産生する新生児T細胞は、小児や成人のT細胞と比較して、黄色ブドウ球菌やB. infantisに反応する頻度が高いことが観察された（図2a、b）。さらに、新生児のサンプルでは、分析したすべての細菌に反応して、分泌されたTNF-αの濃度が上昇していることがモニターされた（図2b）。Th1様T細胞の代表としてIFN-γ産生能を考慮し、黄色ブドウ球菌（図2a、b）および表皮ブドウ球菌（図2d、表S8）に示されるように、Th1応答を誘発する年齢差傾向も追加的に決定した。
図2：異なる年齢群のT細胞による細菌特異的サイトカイン発現。
図2
a S. aureus（青）、S. epidermidis（緑）、またはB. infantis（オレンジ）の成熟単球で3日間刺激した後、細胞内にIL-2、TNF-α、またはIFN-γを発現した新生児、乳児、小児、および成人のT細胞の頻度をフローサイトメトリーで測定した。b CD4+CD45RA+CD31+T細胞からのIL-2、TNF-α、またはIFN-γサイトカイン放出の測定（CD4+CD45RA+CD31+T細胞は3日間刺激または安静）。転写因子T-betの発現はフローサイトメトリーで測定した。 d 細胞内IFN-γを発現するS. epidermidis成熟単球で刺激したT細胞の頻度。infantisを特異的阻害剤Pepinh-MYDを用いて刺激した後、TNF-αの細胞内サイトカイン発現をフローサイトメトリーで測定し、これらの細胞の頻度を棒グラフで示した。aureusで刺激し、単一または複数のサイトカインIL-2、TNF-α、IFN-γを発現する細胞をフローサイトメトリーで決定し、Booleanゲーティングで解析し、円グラフで全CD4+ T細胞の割合として示した。異なるサイトカインを同時に発現しない（灰色）、1つ（青色）、2つ（黄色）、または3つ（赤色）発現するサブセットは、色でグループ分けされている。データは5人のドナーの代表値。*p < 0.05、***p < 0.01、***p < 0.001、***p < 0.0001（フィッシャー精密検定による） g 黄色ブドウ球菌、B. infantis（左棒グラフ）、S. epidermidis（右棒グラフ）のいずれかで3日間刺激した後、細胞内IL-17Aを発現したCD4+CD45RA+CD31+ T細胞の頻度を示す棒グラフ。h 新生児および成人のCD4+CD45RA+CD31+ T細胞を、S. aureus、S. epidermidis、またはB. infantisの成熟単球で3日間刺激し、転写因子RORγtを発現する細胞をフローサイトメトリーで測定した。a-e）および（g, h）図のエラーバーは平均＋SDを示し、各年齢群における少なくとも3回の独立した実験から得られたn≧5ドナー、（a-e）および（g, h）図のp値はKruskal Wallis検定をDunnのpost hoc検定で補正して算出、*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001。詳細な統計データは補足表6-13に記載されている。ソースデータはSource Dataファイルとして提供される。
フルサイズ画像
特筆すべきは、MyD88依存性TLRレセプターや補体レセプター3αのシグナル伝達による応答の開始など、自然免疫系の潜在的な細菌トリガーは、特異的阻害剤やブロッキング抗体を用いて無視できると決定されたことである（図2e、図S3、表S9、S51-54）。次に、複数のサイトカインを同時に発現し、したがって特に強力なエフェクターT細胞と考えられるT細胞を、細菌特異的刺激後に調べた27。黄色ブドウ球菌に反応した場合のみ、Th1様サイトカイン共産生因子がかなりの頻度で検出された（図2f、表S10）が、主にサイトカイン単独産生因子を産生したB. infantisやS. epidermidisには反応しなかった（図S4；表S55および56）。サイトカイン共産生T細胞を分析すると、新生児、乳児、2歳までの小児だけが、黄色ブドウ球菌で3日間刺激した後、有意に多くの二重産生および三重産生を起こした（図2f）。
非特異的T細胞応答を利用した研究から、IL-17が新生児T細胞のシグネチャーサイトカインであることが同定されたので28、細菌特異的に活性化された初代T細胞におけるIL-17の発現を、Th17マスター転写因子RORγtとともに調べた（図2g、h、表S11-S13）。IL-17A+黄色ブドウ球菌および表皮菌特異的T細胞の頻度は、小児および成人と比較して、新生児および乳児で最も高かった（図2g、左棒グラフ）。同様の傾向は、IL-17マスター転写因子RORγtと関連しており、新生児のT細胞は成人のT細胞に比べてRORγtの発現が4倍増加していた（図2h）。これらのデータは、抗原特異的T細胞の分化が、生後早期にIL-17シグネチャーサイトカイン産生（Th17様細胞）に偏り、さらにそれが乳児期から小児期にかけてもある程度持続することを強調している。実際、5歳以降の黄色ブドウ球菌特異的反応、0.5歳以前の表皮ブドウ球菌特異的反応、12歳以降のB. infantis特異的反応のように、病原体の種類によって、このTh17-バイアスがどの年齢で阻害されるかが決まる（図2g、左右の棒グラフ）。
B. infantisが介在するT細胞分化はCTLA-4に依存し、FOXP3+ T細胞の生成に関与する。
次に、主に豊富なクラスター形成によって決定されるB. infantis特異的T細胞活性化の背後にあるメカニズムを調べた（図1）。抗原特異的、ポリクローナルな設定において、ヒトCD4+ T細胞の応答は低い（それでも約8～10％）ものの、CD25発現細胞の頻度、増殖またはサイトカイン産生の点で有意に陽性であった（図1および2）。そこで、0～12歳および成人のドナーからCD4+CD45RA+CD31+T細胞を単離し（図3a）、HLA-DRに特異的なブロッキング抗体の存在下および非存在下で、図1に記載したようにB. infantisパルスAPCで3日間刺激した。活性化によって誘導されたTCRによるCD25のアップレギュレーションは、HLA-DRブロッキングを適用することによって有意に阻止され、応答の抗原特異性が確認された（図3a、表S14）。
図3: B. infantis特異的ヒトT細胞応答。
図3
a HLA-DR遮断抗体の存在下または非存在下で、3日間h.i. B. infantis成熟単球に反応した新生児、乳児、小児、成人のナイーブT細胞のCD25発現。 b h.i. B. infantis抗原に反応した新生児T細胞における発現量の異なるRNAを示すRNASeq解析のボルケーノプロット。刺激開始から3日後、MACSQuantTytoを用いてT細胞を濃縮し、RNAを調製し、RNASeqをMaterials and Methodsに記載の方法で行った。赤い点は有意に差次的に制御されている遺伝子を示し、緑の点は差次的に制御されているが有意ではない遺伝子を示す。c 新生児、小児、成人の3日間刺激後のT細胞からのガレクチン-1放出をELISAアッセイで測定。 d 新生児、乳児、小児または成人のCD4+CD45RA+CD31+T細胞からのIL-10サイトカイン放出をLEGENDplexで測定。e 抗IL-10抗体または抗CTLA-4抗体の存在下または非存在下で、h.i. B. infantis抗原で成熟させた単球で3日間刺激した後の、新生児CD4+CD45RA+CD31+ T細胞のCFSE希釈プロファイル。 f フローサイトメトリーにより決定された、新生児のCFSElo T細胞（左）および成人のナイーブT細胞（右）の頻度を示す棒グラフ。g 抗CTLA-4抗体存在下、h.i.B.インファンティス抗原（オレンジ）またはh.i.S.アウレウス抗原（青）に反応したT細胞と、B.インファンティス抗原またはS.アウレウス抗原単独に反応したT細胞の増殖（CFSElo）比率を示す棒グラフ。h 細胞内でFoxP3（黄色）、FoxP3/RORγt（濃い灰色）、FoxP3/T-bet（中間の灰色）、FoxP3/GATA-3（薄い灰色）を発現しているT細胞の頻度を3日間の刺激後にフローサイトメトリーで測定し、ブールゲーティングで解析し、転写因子を発現している細胞の割合として積み上げ棒グラフで示した。a,c,d,f,g）のエラーバーは平均値＋SDを表し、各年齢群における少なくとも3回の独立した実験から得られたn≧5ドナー、（a,c,d,f,g）のp値は一元配置分散分析（one-way ANOVA）後にホルム-シダックポストホック検定（Holm-Sidak post hoc test）を行って算出した。詳細な統計データは補足表14-22に記載されている。ソースデータはSource Dataファイルとして提供される。
フルサイズ画像
T細胞においてB. infantisによって特異的に誘導される経路をより深く理解するために、これらの細胞でRNA配列決定アッセイを行った。さらに、ビフィズス菌が腸内Treg20の代謝プロセスを調節し、ミトコンドリア活性を増加させることがすでに示されているため、Treg細胞に特徴的な分子を活性化する遺伝子に焦点を当てて解析を行った。文献検索の後、アップレギュレーションまたはダウンレギュレーションがTreg細胞に特徴的であるか、抑制的な機能で知られている分子（表S15）17,29,30,31について、Th細胞とTreg細胞の共刺激性または共抑制性表面分子を含む18遺伝子のリストを作成し、RNASeqデータから抽出した（図3b、図S5）。新生児では、18の分子遺伝子のうち11が、安静時T細胞と比較して2倍以上濃縮または減少しており、そのうちの9つはFDR < 0.05という高い有意水準さえ示していた。我々は、FoxP3（IPEX）、CTLA-4（CD152）、Helios（IKZF2）、CD25（IL2RA）、GITR（TNFRSF18）といったTreg細胞のサイン分子の遺伝子転写が増加していること、および抑制機能を媒介する遺伝子が増加していることを発見した、 PD-1（PDCD-1、CD279）、サイトカインIL-10（p = 0,019、FDR = 0,07）、IL-35（EBI3）、CD103などの抑制機能を仲介する遺伝子は制御されなかったが、LAG3（CD223）とTGFβ（TGFB1）は制御された。注目すべきは、代謝産物であるガレクチン-1（LGAL-S1）のRNAプロファイルが、新生児では高い倍数変化で増加したが有意差はなかった（FDR = 0.24）のに対し、B. infantis刺激成体T細胞では同じ有意な変化（FDR = 0.0107）が観察されたことである（図S5）。さらに、B. infantisに刺激された新生児T細胞では、エフェクターTh細胞のコスティミュレイトリー活性化関連分子である4-1BB (TNFSF9, CD137)などの遺伝子産物の発現低下が確認された。さらに、RNASeqデータのGene Ontology（GO）濃縮解析を行った（図S6）。我々の発見がTreg細胞を示唆しているので、これらの細胞は特徴的な代謝を示すだろうと我々は仮定した32,33。B. infantisに反応する新生児T細胞の代謝プロファイルを調べることで、B. infantisによって刺激されたT細胞は、Treg細胞に典型的であり、Treg表現型と抑制能の維持に寄与する酸化的リン酸化（OXPHOS）を含む酸化的代謝の有意な増加を確かに示すことを発見した（図S6）32,33。
RNASeqのデータでは、新生児T細胞ではガレクチン-1 mRNAの発現が中程度に増加していたが、成体T細胞ではより強かった。ガレクチン-1はβ-ガラクトシド結合タンパク質ファミリーの一員であり、誘導性Treg細胞で過剰発現していることが証明されている34が、その抑制機能を媒介し、マウス組織ではB. infantisが媒介する刺激に関連していることが示唆されていた17。B. infantisで刺激したT細胞の細胞培養上清中のガレクチン-1濃度を分析したところ、黄色ブドウ球菌や非特異的刺激（抗CD3/CD28）と比較して、B. infantisによる刺激では、すべての年齢群でガレクチン-1が有意に増加した（図3c、表S16）。
RNAシークエンシングアッセイの結果を支持するために、新生児T細胞のB. infantis刺激を解析したところ、確かに上清中のIL-10蓄積は亢進した（図3d、表S17）。しかし、IL-10に対する特異的抗体による中和-LEGENDplexアッセイ（図S7a；表S57）で確認-は、増殖、CD25発現細胞、Th1細胞（IL-2、TNF-α、IFN-γ）（図3e、f、図S7b、表S18および19、S58-61）またはTh17細胞（図S7c、表S62および63）の分化などの分析したパラメータを変化させなかった。
IL-35（FDR＜0.05）の他に、発現が増加しているトップヒットの一つはCTLA-4（FDR＜0.0001）であった。B. infantis特異的刺激におけるCTLA-4の役割を解明するために、特異的抗体を用いてCTLA-4の遮断を行い、T細胞の増殖、CD25の発現、Th1サイトカイン産生（IL-2、TNF-α、IFN-γ）を解析した。実際、チェックポイント受容体CTLA-4が阻害された場合、同定されたパラメーターの増強が、分析したすべての群で検出された（図3e、f、図S7b）。B. infantis特異的刺激に対するCTLA-4遮断の重大な効果は、新生児T細胞増殖において検出可能であり、CTLA-4遮断下では3倍に増加したが、新生児および成体T細胞ではガレクチン-1放出のわずかな減少しか観察されなかった（図S7d、表S64）。異なる細菌に対するT細胞応答間でCTLA-4遮断の効果を比較すると、黄色ブドウ球菌特異的T細胞増殖は、B. infantis特異的応答よりもCTLA-4依存性がはるかに低いことが示された（図3g、表S20）。
CTLA-4依存性とRNASeqのデータを合わせると、B. infantis特異的刺激後にTreg様細胞が生成された可能性があるため、Tregマスター転写因子FoxP3を、転写因子T-bet、GATA3、およびRORγtと合わせてモニターした。その結果、年齢に関係なく、B. infantisに反応して約20％のFoxP3+ Tregが形成される一方、S. aureusに反応すると、この頻度は新生児に比べて成人では著しく低下することが明らかになった（図3h、表S21および22）。さらに、生後早期には、誘導されたFoxP3+ Tregの半数がFoxP3をGATA3、T-bet、RORγtのいずれかと共発現していた。しかしながら、黄色ブドウ球菌刺激の場合のみ、FoxP3+ T細胞は成人のナイーブT細胞プールに拘束される（図3h）。注目すべきことに、黄色ブドウ球菌誘導T細胞プールに出現する多くのFoxP3+ T細胞はGATA3を共発現しており、これらの細胞の高安定性表現型が示唆されている35。
B.インファンティスによるT細胞の抑制が、他の抗原に対するT細胞応答にさらに影響を及ぼすかどうかを調べるために、図1に記載したように、新生児と成人のセットアップを例示的に用いた。B. infantis成熟APCを、黄色ブドウ球菌および表皮菌刺激T細胞（図4a-e）に刺激開始3日後に添加したが、これらのT細胞の活性化、増殖、サイトカイン産生プロファイルには影響しなかった。しかし、B. infantis成熟APCで初期刺激した後、S. aureus（図4a-e）またはS. epidermidis（図4f）成熟APCで逆に刺激したT細胞は、本格的なエフェクターT細胞応答を開始することができなくなった。このことは、新生児T細胞の増殖（図4a、b、f、表S23-25）、CD25発現（図4c、表S26-28）、Th1様サイトカイン産生頻度（図4d、表S29-31）、および成人の活性化ナイーブT細胞およびメモリーT細胞を測定することによって証明された。同時に、APC上に提示されたB. infantis抗原との最初の接触により、新生児および成人のT細胞ならびにメモリーT細胞において、放出されたガレクチン-1が有意に増加することが観察された（図4e、表S31-34）。
図4：抑制を媒介するB. infantisの役割。
図4
a 新生児の精製CD4+CD45RA+CD31+T細胞をCSFEで標識し、黄色ブドウ球菌またはB. infantis成熟単球と3日間共培養した。T細胞はさらに、同様に負荷した単球またはクロス負荷した単球と3日間培養した。刺激後3日目のCFSE希釈プロファイル。b-e 新生児および成体 CD4+CD45RA+CD31+T細胞、ならびに成体 CD4+CD45RO+T細胞を(a)と同様に刺激した。増殖している（CFSElo）T細胞の頻度（b）、CD25を発現しているT細胞の頻度（c）、または細胞内でIL-2、TNF-α、IFN-γを発現しているT細胞の合計（d）をフローサイトメトリーで、上清中のガレクチン-1の濃度（e）をELISAで測定した。データは各年齢群における2回の実験のうち、4人のドナーの代表値である。(f) 精製したナイーブまたはメモリー成人T細胞をCSFEで標識し、S. epidermidisまたはB. infantisあるいはその両方で成熟させた単球と共培養した。刺激後3日目の代表的新生児ドナーのCFSE希釈プロファイル。g 重症COVID-19患者5人からのCD4+ T細胞を、ヌクレオカプシドタンパク質のSARS-CoV-2ペプチドプールまたはB. infantisあるいはその両方で成熟させた単球と、3回の独立した実験で共培養した。CFSElo T細胞の頻度（左）、EliSpot分析による定量的IL-10産生（中）、または細胞内IL-2、TNF-α、IFN-γを発現するT細胞の合計（右）をフローサイトメトリーで、上清中のガレクチン-1濃度（h）をELISAで測定した。図中のエラーバーは、(b, c-e, h)の平均値＋SD、各年齢群における少なくとも2回の独立した実験から得られたn≧4ドナー、(b, c-e, h)のp値は、Holm-Sidak post hoc testで補正した一元配置分散分析により算出、*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001。i 抗CTLA-4抗体の存在下または非存在下で、スパイクタンパク質またはB. infantis由来のSARS-CoV-2ペプチドプールまたはその両方で成熟させた単球で刺激した後の、重症COVID-19患者由来のCD4+ T細胞のCFSE希釈プロファイル。データは、少なくとも2回の実験のうち4人のドナーの代表値である。ソースデータはSource Dataファイルとして提供される。
フルサイズ画像
ビフィドバクテリウムやラクトバチルスなどのさまざまなプロバイオティクスが、SARS-CoV-2による呼吸器症状の期間と発熱日数の両方を短縮することがすでに示されているので、B. infantisが重症のCOVID-19患者のT細胞の活性も減弱させることができるかどうかを調べた36,37。この目的のために、重症のSARS-CoV-2感染患者から採取したCD4+ T細胞全量を、それぞれSARS-CoV-2ペプチドまたはB. infantis成熟単球で一晩単独で刺激するか、図4a-fに記載したように他の抗原成熟単球で合計6日間中途半端に再刺激し、フローサイトメトリーで分析した（図4g、h、表S35-38）。SARS-CoV-2ペプチドの存在下で、COVID-19患者のT細胞は著しく増殖し（p < 0.0001）（図4g左）、Th1-サイトカイン産生を劇的に増加させた（図4g右）。対照的に、B. infantisによって増強されたT細胞応答が観察されたものの、IL-10の分泌を除いては、SARS-CoV-2ペプチドを用いた場合と比較して著しく減少していた（図4g, h）。以前の感染モデル（図4a-f）と同様に、SARS-CoV-2ペプチドを成熟させた単球をB. infantis刺激T細胞に添加しても、本格的なエフェクターT細胞応答は増強されなかった。興味深いことに、SARS-CoV-2ペプチドで刺激されたT細胞は、B. infantis成熟単球に再度暴露されると、増殖が抑制され、Th1サイトカイン産生が50％近く劇的に減少し（p = 0.023）、IL-10とガレクチン-1の分泌が亢進した（図4g, h）。B. infantisに暴露されたT細胞の抑制機能がCTLA-4に依存することを図3gとeで示したので、この依存性をICUの重症COVID-19患者のSARS-CoV-2特異的T細胞反応との関連で解析した（図4i）。実際、特異的抗体を用いてS.aureus刺激T細胞を阻害する際にCTLA-4を遮断すると、完全に逆転したことから、B. infantis刺激T細胞の阻害機能には細胞間接触が必要であることが示された。B. infantisを加熱すると、微生物が産生する揮発性代謝産物の一部が除去される可能性があるため、我々は生きたB. infantisについて、抑制能を持つT細胞の仲介を分析した（図5a、b、表S39および40）。この目的のために、洗浄した生きたB. infantisで新生児および成人の単球を成熟させた。これらのB. infantis成熟APCを、図4で述べたように、黄色ブドウ球菌刺激T細胞に刺激開始3日後に添加した。S.aureus単独と比較して、生きたB.infantisとの最初の接触は、新生児T細胞の増殖を約60％劇的に減少させた。実際、新生児および成人のナイーブT細胞は、h.i.または生きたB. infantisの成熟単球に同様に反応し（図3）、黄色ブドウ球菌特異的T細胞応答を抑制した。このことは、h.i.がB.インファンティスのT細胞分化抑制能を破壊しなかったことを示唆している。
図5：B.infantis特異的T細胞の制御的役割。
図5
a 精製した新生児CD4+CD45RA+CD31+ T細胞をCSFEで標識し、h.i.黄色ブドウ球菌で成熟させた単球または生きたB. infantisと3日間共培養した。T細胞はさらに、同様に負荷した単球またはクロス負荷した単球と3日間培養した。刺激後3日目のCFSE希釈プロファイル。b 新生児および成人のCD4+CD45RA+CD31+ T細胞を、(a)と同様にh.i.黄色ブドウ球菌または生きたB. infantisで3日間刺激した。c 新生児と成人の精製ナイーブ（CD4+CD45RA+CD31+）T細胞を用いたトランスウェルアッセイの統計解析。これにより、上側のチャンバーの含有量は線の上に、下側のチャンバーの含有量は線の下に示されている。下部チャンバー内のT細胞をCFSEで標識し、6日間共培養した後、フローサイトメトリーで解析した（R-Resting、S-S. aureus、B-B. infantis。図（b, c）のエラーバーは平均値＋SD、各年齢群における少なくとも3回の独立した実験から得られたn≧5ドナー、（b, c）のp値は一元配置分散分析（one-way ANOVA）後のホルム-シダックポストホック検定により算出、*p＜0.05、**p＜0.01、***p＜0.001、***p＜0.0001。d 新生児および成人のCD4+CD45RA+CD31+ T細胞を、h.i.B.infantisで成熟させた単球と3日間共培養し、CFSE標識した安静時標的T細胞と、B.infantisで成熟させた単球でアッセイ開始前に3日間刺激したT細胞の異なる比率を用いて、抑制活性をアッセイした。その後、この混合細胞を樹状細胞存在下、抗CD3抗体で4日間刺激し、CFSE発現の減少に基づいて増殖細胞を決定した。抑制率は、抑制培養における標的T細胞のCFSE希釈率に基づいて計算した。累積結果を示し、各ドットは1人のドナーを表す。相関分析はSpearman´s Rhoを用いて行い、***はp<0.001を表す。線は標的細胞に対するTサプレッサー細胞の対数変換比の直線近似を示している。示したデータは、異なるドナーのT細胞を用いて少なくとも5回行った実験の代表的なものである。ソースデータはSource Dataファイルとして提供される。
フルサイズ画像
CTLA-4の遮断がB. infantisの抑制機能を少なくとも部分的に回復させることを示したが、これは細胞間接触が必要である可能性が高いことを示唆しているので、次に標的T細胞の増殖という観点から細胞間接触をより詳細にモニターした（図5c、表S41および42）。そこで、新生T細胞と成体T細胞をCFSEで標識し、可溶性因子を交換できるトランスウェルチャンバー内で、黄色ブドウ球菌またはB. infantisで成熟させた単球でT細胞を刺激した。注目すべきことに、増殖中の黄色ブドウ球菌特異的T細胞から放出された可溶性因子は、B. infantisに対する増殖を増強することはできなかった。実際、分離しても黄色ブドウ球菌に対する反応を抑制することはできなかった。このことは、新生児黄色ブドウ球菌特異的T細胞の分化を完全に抑制するためには、細胞と細胞の接触が必須であるという我々の知見を補強するものである。B. infantisに暴露された新生児T細胞がTreg様であるという我々の発見を確認するため、標準的な抑制アッセイを行った（図5d）。実際、抑制アッセイを用いると、B. infantisが分化した新生児T細胞（スピアマンのRho = -0.895、p < 0.001）は、抗CD3/CD28で非特異的に刺激されたT細胞を、Treg細胞を用いた研究発表38と同程度に抑制できることが確認できた。
このように、ヒト感染モデル（図3および4）を用いた我々のデータは、B. infantisに刺激されたT細胞は、おそらくTreg形成を誘導することによって、亢進した免疫反応を積極的に抑制できることを明確に示している。
考察
ここで我々は、生後早期に、黄色ブドウ球菌と表皮菌抗原に対して強い抗炎症性T細胞応答が開始されるのに対し、B. infantisに対しては抗炎症性応答が観察されたことを報告する。これらの異なる反応は、免疫学的記憶がまだ十分に獲得されていない生後数年間の免疫学的要求をよく反映している。生体を守るためには即時防御機構が必要であり、一方、発育中の組織へのダメージを防ぐためには、付随する炎症を低く抑える必要がある。
われわれの研究では、新生児では炎症性細菌が強い抗原特異的T細胞応答を引き起こす可能性があり、小児や成人よりも大きな応答を示すが、これは活性化閾値が低いためである可能性があることがわかった6。T細胞は、記憶T細胞応答の欠如を補うために、出生時に記憶のような機能を引き継ぐ可能性がある39。少なくともマウスでは、このようなバーチャルメモリーT細胞は、あらかじめ選択された胸腺遊走子から生じる。頻度が高いもう一つの理由は、出生時にはT細胞のレパートリーが広く、記憶コンパートメントに移行しているT細胞がほとんどないからである。新生児期のコンパートメントからユニークな性質を持つT細胞が、成人のメモリーコンパートメントで同定されている7。この仮定と一致するのは、ナイーブな前駆細胞の頻度がT細胞応答の大きさを決定するということである41。出生時に、細菌特異的T細胞の頻度や反応性の増加がモニターされたことは、分娩時に血液中の炎症性IL-6やIL-1βの濃度が上昇したことによると説明することもできる。このような環境は、T細胞をThの前駆細胞のような警戒状態に置くことができる42。しかし、B. infantisは新生児に免疫抑制性のT細胞応答を引き起こす。炎症性T細胞と制御性T細胞の生成は、炎症の強さや種類、また特定の局在性に影響されるのかもしれない43。もう一つの説明は、胸腺内で選択された前駆細胞が生成される可能性があるというものである40。ある研究では、新生児の胸腺移行因子の起源が、生後骨髄からではなく、胎児の肝臓からであることが、末梢におけるTregの生成に偏りを与えていることを示唆している44。細菌によっては、ヒトとの進化的関係が深いため、共生的な文脈でTCRレパートリーの偏りを誘導している可能性があり、これはヒトの母乳に含まれるB. infantisに合わせた栄養素によって証明されている13,14。胸腺に由来すると考えられているTCRレパートリーの偏向は、腸内に局在するiTregで観察されるだけでなく43、腸内細菌科特異的Th細胞でも観察されている45。CDR3βの疎水性はTreg細胞を促進し、TRBV遺伝子はTCRの一般的な活性化能を形成する46。実際、選択、偏り、多様な生物学的文脈といった、異なる細菌に対する異なるT細胞応答を導く可能性のあるこれらのシナリオは、相互に絡み合っている可能性が高い。
ここで我々は、APCによって提示されたB. infantisにさらされると、ナイーブT細胞が制御性表現型を発達させる可能性が高いことを示した（図3b）。抗原特異的・非特異的抑制モデル（図4）において抑制能を示すこれらのT細胞は、主要なTreg転写因子FoxP3などの制御タンパク質をコードする遺伝子の発現上昇、GITRやHeliosなどのサイン分子、免疫抑制性サイトカイン（IL-10、IL-35）や代謝産物（ガレクチン-1）の分泌によって特徴づけられる34。CTLA-4による直接的な細胞間接触依存性が示されたが、これはTregが介在するエフェクターT細胞の機能47,48とその恒常性の抑制を増強することが知られている（図3b、図S5）49。B.インファンティスに反応して組織サンプル中のガレクチン-1 mRNAの強いアップレギュレーションを示した他の研究17と一致して、B.インファンティスを認識したT細胞において分泌されたガレクチン-1タンパク質レベルの増加が観察された（図3c、図S7c、図4h）。B. infantisに反応してFoxP3+ Tregが増強され安定していることから、自己免疫疾患の抑制に重要な役割を果たすと考えられるT細胞サブセットが生成されていることも示唆される（図3、図4）。ビフィドバクテリウム・ラクティスを投与すると、高齢者において単球とキラー細胞の活性が上昇した54。
我々の結果はさらに、S. epidermidisとS. aureusに対する抗原特異的T細胞反応において、出生時にIL-17Aシグネチャーサイトカインが発現していることを示しており、これはTh17細胞のマスター転写因子であるRORγtによって裏付けられた（図2h）。IL-17Aプログラムの誘導にもかかわらず、ナイーブT細胞はTregのマスター転写因子であるFoxP3を発現する可能性が高いことが示された。このことは細胞レベルで、Tregが優先的に誘導される生後間もない時期に、微生物特異的T細胞応答がTreg分化の引き金となっていることを示唆している51。TLR 1-4、7、8（T細胞はTLR 3、8、9を発現していない）と補体レセプターを阻害しても反応は変わらなかったことから（図S3）、生後早期のT細胞がTh17細胞やTregになる感受性は、おそらく内在性であるか、あるいは出生時の細胞系譜における起源が異なるためであろう44,55。これらの細胞が、B. infantisが後年媒介するFoxP3+ Tregsでもあるのかどうか（図3f）、いまだ不明である。より低いレベルではあるが、S. aureusが介在する成人のCD4+FoxP3+ T細胞の分化には、GATA3を共発現する細胞が約50％含まれ、これらのTregは特に安定している55。例えば、全てのTh17細胞が機能的に類似しているわけではなく、分化の特異性に依存している56。これに関連して、マウスで示されたように、皮膚に浸潤する表皮細胞に対するTregは、生後早期の重要な時期にのみ生成される57。このように、ある病原体や抗原に初めて接触した時期は重要であり、成人になってから再び接触した後の免疫反応に大きな影響を与える51,58。
6歳以降、ナイーブT細胞応答は黄色ブドウ球菌と表皮ブドウ球菌に対して同様で、Th1様応答の増加を示した。IL-17は新生児にとって重要なサイトカインであると考えられていることから、我々のデータは、IL-17の嗜好性が抗原特異的であり、乳幼児期が進行する間も継続していることを示している。おそらく、IL-17応答への偏りがなくなると、デフォルトのTh1経路にはっきりと移行するのであろう。T-betを発現するT細胞は新生児T細胞プールでも成体T細胞プールと同程度に頻度が高いが（図2c左）、抗菌薬刺激によるIFNγ分泌は新生児や乳児T細胞では低い（図2b右、図2d）ことから、IFN-γプロモーターの利用可能性は限られているのかもしれない。このことは、ヒト新生児T細胞においてIFN-γプロモーターが過剰にメチル化されていることが報告されていることや、12歳までの小児においてT細胞の非特異的刺激および真菌特異的刺激がIFN-γ産生の減少を示したという考えと一致する7,59。IFN-γがIL-17応答を抑制することから、抗菌特異的応答におけるIFN-γ機構の利用可能性が低下することが、IL-17発現への偏りの一因と考えられる60。
S.epidermidis反応性T細胞では、S.aureus特異的T細胞よりもIL-17反応への偏向が早く失われており、カンジダ・アルビカンス特異的T細胞反応の報告7よりも数年早い。さらに、B. infantisに対する反応では、弱いIL-17の発現が観察された。これらのデータは、母乳栄養児においてB. infantisがTh2およびTh17応答を抑制するという最近の知見と一致している17。注目すべきは、年齢が上がるにつれてTh17細胞がTh1様細胞へと可塑性を増す可能性を否定できないことである。別の説明としては、S. epidermidisに特異的なTh17細胞の組織への移動による違いも考えられる57。ここではナイーブT細胞の分化に焦点を当てているが、生殖細胞中心は2歳までに完全に発達するわけではないので、メモリープールへの未認識の移行は考えにくい61。興味深いことに、5歳まではTh17細胞が抗SOS反応を支配しているにもかかわらず、Th1細胞の50％だけがサイトカイン共産生細胞／多機能性T細胞であり、メモリープールに入る傾向がある27。
SARS-CoV-2感染におけるビフィズス菌の重要性に関しては、ビフィドバクテリウム・ロンガム・インファンティスがSARS-CoV-2ヌクレオカプシド特異的CD4+ T細胞の活性を調節できることを示すことができた（図4）。これらの所見は、ビフィドバクテリウムの量がSARS-CoV-2感染の重症度や持続期間と負の相関がある可能性が高いという以前の観察結果を説明するものかもしれない62,36。しかし、ウイルス感染の主要な担い手であるCD8 T細胞は、我々のヒトモデルには含まれていなかった。とはいえ、少なくともTh1細胞の助けを介した減少が、最終的にはCD8活性の変化につながると推測される。したがって、ビフィズス菌はCOVID-1963,64の重症度を軽減する可能性がある。インフルエンザウイルスで示唆されているように、これがビフィズス菌を介したウイルス感染防御の一般的なメカニズムであるかどうかは、さらに追求する必要がある65。しかしながら、B. infantisに刺激されたT細胞は、黄色ブドウ球菌、表皮菌、SARS-CoV-2に対するTh細胞応答など、有害な免疫応答を抑制するために広範に作用しうるという、ここで提供された証拠は、標準的な抑制アッセイ（図5d）において、最も重要なことであるが、この考えを支持している。Treg細胞で知られているように、ここで述べたB. infantis特異的T細胞は抗原特異的に誘導され、特異的および／またはバイスタンダー的に抑制機能を発揮する66。
以上より、我々のデータは、B. infantisと同様に、S. aureus、S. epidermidisも抗原特異的にT細胞に認識され、同様の方法で活性化クラスターが形成されることを示している。B.インファンティス特異的T細胞の特徴（Treg関連分子の発現、代謝プロファイル、抑制機能など）は、Tregの誘導または抑制機構の活性化を示唆している。このことは、Tregを介した抑制に寄与するメカニズムの中核の一つであるCTLA-4遮断によって、エフェクター細胞の抑制を部分的に逆転させることができるという事実からも裏付けられる67。加えて、B. infantisは活性化T細胞にIL-10産生を誘導する力がある。この強力なIL-10産生が、今回検討されなかった抗炎症作用の原因であると推測するのは妥当であり、これは腸管免疫病態を緩和するマウスモデルでエレガントに実証されている20。従って、B. infantisは、生後数ヶ月の寛容誘導の機会において、免疫病態に対抗するための重要な因子であり、またどの年齢においても、望ましくない免疫反応の過剰反応を緩和するためのツールとして利用できる可能性がある。
方法
倫理声明
本研究は、マグデブルク大学の臨床研究倫理委員会により審査・承認され（証明書06/11、79/07、26/12、159/18）、すべての健常ドナー、両親、または重症COVID-19患者の親族は、ヘルシンキ宣言に従って書面によるインフォームド・コンセントを行った。
サンプル
臍帯CBサンプルは、ドイツ、マグデブルグのSt.Marienstift病院から、出生直後の正期産新生児23人（女性9人、男性13人、未確認1人）の臍静脈から採取した（表S1）。妊娠週数は37週から41週（妊娠週数中央値：39週）であった。PBおよびアデノイドは、外科的切除によりアデノイド肥大症を有する小児（0.5～12歳）から採取し、マグデブルク大学病院耳鼻咽喉科から提供された（表S2）。免疫疾患や遺伝的疾患のある小児は除外した。すべての小児は、手術時に臨床的に感染症に罹患しておらず、いかなる薬剤も服用しておらず、慢性疾患もなかった。PB単核球（PBMC）は、ドイツのマグデブルク大学病院輸血医学・免疫血液学研究所から提供された23人の健康な成人ドナー（女性7人、男性17人、年齢範囲20～59歳、年齢中央値44歳）の白血球減少フィルター（Sepacell RZ-2000；旭化成メディカル）から得た（表S3）。さらに、マグデブルク大学病院の集中治療室（ICU）から5人の急性重症COVID-19患者（女性3人、男性2人、年齢範囲45-72歳、年齢中央値69歳）を登録した（表S3）。血液サンプルは2021年3月と4月に採取された。COVID-19患者は、採血前3日以内にSARS-CoV-2 RNAおよび/または抗SARS-CoV-2スパイク absが陽性であった。
細胞精製と細胞培養
単核球は、健康なドナーのPB、非炎症性肥大に罹患している乳児のアデノイドを外科的に切除したもの、またはFicoll-Hypaque勾配の遠心分離によりCBから得た。CD14-MicroBeads（Miltenyi Biotec）およびautoMACS-Pro分離（Miltenyi Biotec）を用いてCB、乳児の血液、および健常ドナーから分離したCD14+単球を、熱不活性化（h.i. Staphylococcus aureus ssp. aureus Rosenbach（ATCC 25923、毒素産生株なし）、h.i. Staphylococcus epidermidis（Winslow and Winslow） Evans（ATCC 12228）、h.i.または生きたBifidobacterium longum ssp. infantis（ATCC 15697）、またはスパイクタンパク質由来のSARS-CoV-2-ペプチドプールPepTivator SARS-CoV-2 Prot_SまたはNタンパク質由来のPepTivator SARS-CoV-2 Prot_N（両プールとも、11アミノ酸重複を有する15mer配列を主成分とする凍結乾燥ペプチドを含み、18. 75 ng ml-1, Miltenyi Biotec）を、10％ウシ胎児血清（Gibco/Life Technologies GmbH）；10μgml-1ストレプトマイシン；および10U ml-1ペニシリン（Life Technologies GmbH）を含むRPMI 1640（PAN Biotech）中、37℃で一晩培養した。微生物はPBSで3回洗浄し、その間に4000xgで遠心分離し、標準的な方法に従って65℃で1時間（h.i.）加熱して死滅させ、続いて3回の凍結融解サイクルを行った。タンパク質濃度は、ビシンコニン酸アッセイ（Bio-Rad）により、製造元の指示に従って測定した。共培養実験に用いたh.i.菌の濃度は、CFSE標識T細胞を用いたT細胞増殖アッセイで滴定した後、以下に記述するように決定した。5μg/ml-1の黄色ブドウ球菌、5μg/ml-1の表皮ブドウ球菌、または10μg/ml-1のB. infantisを、1mlあたり2.5×105個の単球に16時間作用させると、T細胞の増殖反応と生存率が最大になった（図S2B）12。H.i.細菌は、Pierce LAL Chromogenic Endotoxin Quantitation Kit（Thermo Scientific）を用いてエンドトキシン濃度を検査し、細菌-単球共培養では0.036 EU ml-1未満で使用した。単球は、1:2（2.5×105単球 ml-1と5×105T細胞 ml-1）でT細胞と共培養する前に2回洗浄した。CD4+CD45RA+T細胞または最近の胸腺遊走子（CD4+CD45RA+CD31+）を、それぞれhuman naive CD4+ T-cell Isolation Kitまたはhuman CD4+ Recent Thymic Emigrant Isolation Kit（Miltenyi Biotec）を用いて、autoMACS-Proによる磁気ビーズ分離により高純度（>99.6%）まで濃縮した。
5×105細胞ml-1の濃縮CD4+CD45RA+T細胞または最近の胸腺遊走子（CD4+CD45RA+CD31+）を、細菌成熟CD14+CD16+単球と2：1の比率で刺激した。HLA-DRの遮断には、抗HLA-DR（10μg ml-1、L249、自家製、ウェスタンブロッティングおよび競合FACS分析でコントロール）遮断抗体を用いた。IL-10は抗IL-10 mab（10μgml-1、JES3-19F1、Biolegend）を用いて中和し、ブロッキングはLegendPlexで制御した（図S7A）。TLR阻害剤実験には、MyD88阻害剤Pepinh-MYD（50μM、InvivoGen）を用いた。CR3αの遮断には、抗CD11b（10μg ml-1、ICRF44、Biolegend）および抗CD18（10μg ml-1、TS1/18、Biolegend）遮断抗体を用いた。TGFßの遮断は抗TGFß（10 µg ml-1, 19D8, Biolegend）により、CTLA-4の遮断は抗CTLA-4（10 µg ml-1, BNI3, BD Pharmingen）により行った。陽性コントロールとして、抗CD3（1μg ml-1、UCHT1）および抗CD28（2μg ml-1、CD28.2）（いずれもBiolegend）でコートしたマイクロビーズで、細胞対ビーズ比2：1でT細胞をルーチンに刺激した。
フローサイトメトリー解析
細胞分析は、FACS Canto II（Becton Dickinson）またはFACS Fortessa X-20（Becton Dickinson）とFACS Divaソフトウェアバージョン9.0.1（BD Biosciences）を用いて行った。細胞増殖を測定するため、標準プロトコールに従ってT細胞をCFSE（Molecular Probes/Life Technologies GmbH）で標識した。細胞内サイトカイン分析に先立ち、濃縮 CD4+CD45RA+T細胞または最近の胸腺遊走子（CD4+CD45RA+CD31+）T細胞（5×105 cells ml-1）を、10 ng ml-1 PMA（Sigma-Adrich） および 1 µg ml-1 ionomycin（Cell Signaling）で3時間再刺激した後、最後の2時間に5 μg ml-1 brefeldin A（Cell Signaling）を添加して染色した。細胞をPBS中2%パラホルムアルデヒド（Morphisto GmbH）で20分間固定し、0. 5%サポニン（Sigma-Aldrich）をPBS/BSAに溶解し、以下の抗体とインキュベートした：抗IL-17A（eBio64DEC17、eBioscience）、抗IFN-γ（4 S. B3; 1:1000; BD）。 B3；1:1000；BDバイオサイエンス）、抗IL-10（JES3-D7；1:100；BDバイオサイエンス）、抗CD4（RPA-T4；1:100）、抗CD3（SK7；1:100）、抗CD25（BC96；1:100）、抗CD45（HI30；1:100）、抗IL-2（MQ1-17H12；1:100）、抗TNF-α（Mab11；1:100）（すべてバイオレンド）。プロ）アポトーシスT細胞の検出には、細胞を結合バッファー（10 mM Hepes, pH 7.4, 140 mM NaCl, 2.5 mM CaCl2）中、またはコントロールとしてブロッキングバッファー（10 mM Hepes, pH 7.4, 140 mM NaCl, 2 mM EGTA）中、ヨウ化プロピジウム（PI）とアネキシンVで染色した。アネキシンVおよびPI陰性細胞を生存細胞とした。
活性化によって誘導された表面分子をフローサイトメトリーで解析するため、細胞を回収し、PBS/BSA中、抗CD4（RPA-T4；1:100）、抗CD3（SK7；1:1000）、抗CD45（HI30；1:100）、抗CD25（M-A251；1:100）、抗CD69（FN50；1:100）（すべてBiolegend）で染色した。フローサイトメトリーで転写因子を測定するため、細胞をPBS中4％ホルムアルデヒド（Merck社製）で37℃、10分間固定し、その後氷冷90％メタノール（Carl Roth社製）で30分間透過処理した後、特定の転写因子に対する抗体（抗RORγt；1:100（BD Bioscience社製）、抗T-bet、抗GATA-3、抗FoxP3（いずれも1:100；いずれもBiolegend社製））で染色した。
データ解析には、FlowJoソフトウェア（バージョン10.8.1、Treestar）を使用した。死細胞は、前方および側方散乱ゲーティングにより除外した（図S2A）。サイトカイン産生 CD4+T細胞のパーセンテージは、CD3+CD45+ゲートの生細胞で評価した。多機能性は、3つのサイトカインIFN-γ、IL-2、およびTNF-αの発現を用いて評価した。すべてのブーリアンゲートの組み合わせがFlowJoで生成され、分析され、Prism 9（GraphPad Software Inc.）を使用してグラフ化された。
クラスター解析
新生児および成人由来のCD4+CD45RA+CD31+T細胞を上記のように刺激した後、細胞によって形成されたクラスター/凝集体の数を検出するために、上記のように刺激する前に、標準プロトコールに従ってT細胞をCFSE（Molecular Probes/Life Technologies GmbH）で標識した。CFSE標識細胞クラスターはImmunoSpot S6 ULTIMATE UV Image Analyzerでカウントした。
T細胞培養上清中のサイトカイン分析
ヒトT細胞アッセイ上清中のIFN-γ、TNF-α、IL-2、IL-6、およびIL-10のレベルは、LEGENDplex human Th Cytokine Panel (Biolegend) を用いて、製造元の指示に従って測定した。解析はFACSCanto（Becton Dickinson）を用いて行い、LEGENDplex Data Analysis Software Suite（Qognit）を用いて解析した。
T細胞培養上清中のガレクチン-1の分析
ガレクチン-1タンパク質の細胞培養濃度は、市販のキット（R&D Systems, Minneapolis, USA）を用いて、製造者の指示に従ってELISAで測定した。サンプルはアッセイバッファーで1:100に希釈した。各キットに付属の標準品とともに、ELISA プレートリーダー（MULTISKAN FC, Thermo Scientific）を用いてサンプルを分析した。
EliSpot アッセイ
単一細胞の IL-10 分泌を測定するために、市販の Human IFN-γ/IL-10 Double-Color Enzymatic ELISPOT Assay（CTL-Europe GmbH）を用いた。T細胞を抗原パルス単球と37℃/5% CO2で3日間共培養した。EliSpot プレートにヒト IL-10 Capture Antibodies をコートした。T細胞をEliSpotプレートに移し、37℃/5% CO2で24時間インキュベートした。検出にはビオチン化抗ヒトIL-10検出抗体を用いた。製造元の説明書に従ってスポットを現像し、ImmunoSpot S6 ULTIMATE UV Image Analyzerでカウントした。
蛍光活性化セルソーティング
3日間の共培養後、成熟単球とT細胞を分離するため、細胞を回収し、MACSQuant Tyto Running Buffer中、抗CD4（REA613；1:100）、抗CD3（REA623；1:100）、抗CD14（REA599；1:100）（全てMiltenyi Biotec）で染色した。細胞選別はMACSQuant Tyto Cell Sorter（Miltenyi Biotec）を用いて行った。
次世代シーケンシング
選別されたT細胞のRNA抽出は、NucleoSpin RNA isolation kit（Macherey-Nagel）を用い、製造者の指示に従って行った。h.i. B. infantisで成熟させた単球で活性化した新生T細胞および成体T細胞から抽出したRNAの完全性は、4200 TapeStation System（Agilent Technologies）で制御した。RNAライブラリーは、Collibri 3′ mRNA Library Prep Kit for Illumina Systems（Invitrogen）を用いて、製造元の指示に従って調製した。シーケンシングは、NextSeq 500/550 High Output Kit v2.5（75 Cycles）を用いて、NextSeq 550 Sequencer（Illumina）でシングルリード75bpおよび6bpインデックスリードで行った。
各FASTQファイルには、FASTQCツールによって生成された品質レポートが付きます。リファレンスゲノムにアラインメントする前に、Trim Galore！ラッパーツールを用いて、生のFASTQファイル中の各配列を塩基コール品質とシーケンスアダプターのコンタミネーションでトリミングした。20bpより短いリードはFASTQファイルから削除した。トリミングされたリードは、オープンソースのshort read aligner STAR (https://code.google.com/p/rna-star/)を用いて、ログファイルに従って設定し、参照ゲノムにアライメントした。フィーチャーカウントはRパッケージRsubreadを用いて決定した。全サンプルで少なくとも2回、5以上のカウントを示した遺伝子のみをさらなる解析（データクレンジング）の対象とした。遺伝子アノテーションはRパッケージbioMaRtで行った。 統計解析ステップを開始する前に、発現データをlog2変換し、TMM正規化した（edgeR）。遺伝子発現の差はRパッケージedgeRで計算した。機能解析はRパッケージclusterProfilerで行った。
抑制アッセイ
新生児および成体CD4+CD45RA+ CD31+ T細胞を上記のように選別し、h.i. B. infantisで成熟させた単球と3日間共培養し、さらなる実験でサプレッサー細胞（Treg）として使用した。さらにナイーブな新生児T細胞および成体T細胞をCFSEで標識し、標的細胞として用いた。CFSEで標識した安静時T細胞と標識していないTreg細胞は、Treg対標的細胞の比率を変えて混合した。単球に可溶性抗CD3抗体（UCHT1、50 ng/ml）を1時間、37℃、CO2で負荷した後、T細胞を加えた。活性化後4日目に細胞を回収し、FACS（Fortessa X-20、BD Biosciences）で解析し、CFSE標識標的T細胞としてT細胞増殖を決定した。抑制率は、記述38のように、抑制培養における標的T細胞のCFSE希釈率に基づいて計算した。したがって、拡大Tregまたは対照エフェクターT細胞の存在下で、刺激に単独で応答して分裂する標的細胞の割合を決定した。そして、標的細胞単独と比較したサプレッサーを加えた標的細胞の増殖の減少率によって、抑制率を算出した。
統計解析
統計解析と累積データの表示は、Prism 9（GraphPad Software Inc.） 正規性の検定にはShapiro-Wilk検定を用いた。測定値の比較は、Shapiro-Wilk検定の結果に応じて、Holm-Sidak post hoc検定付きANOVA、またはDunnのpost hoc検定付きKruskal Wallisを用いて行い、p＜0.05（）、p＜0.01（）、p＜0.001（）は統計的に有意な差を示した。多機能T細胞における有意差を検出するために、フィッシャーの正確検定を用いた。相関分析は、ソフトウェアJamoviバージョン2.2.21を用いて行った。
報告の要約
研究デザインの詳細については、本論文にリンクされているNature Portfolio Reporting Summaryを参照されたい。
データの利用可能性
本研究で作成されたmRNAシーケンスデータは、Gene Expression Omnibusデータベース「mRNAseq profiling of Bifidobacterium longum-stimulated neonatal and adult T-cells」にアクセッションコードGSE210336で登録されている。ソースデータは本論文に掲載されている。
参考文献
世界保健機関（WHO）. 子ども：死亡率の減少。ファクトシート。http://www.who.int/en/news-room/fact-sheets/detail/children-reducing-mortality (2017)から入手可能。
Sharma, A. A., Jen, R., Butler, A. & Lavoie, P. M. The developing human preterm neonatal immune system: a case for more research in this area. Proc. Natl Acad. USA 145, 61-68 (2012).
CAS
Google Scholar
抗原特異的ヒトT細胞応答におけるCTLA-4（CD152）の免疫チェックポイント阻害は、新生児、小児、成人の間で大きく異なる。OncoImmunology 10, 1938475 (2021).
論文
PubMed
PubMed Central
Google Scholar
Hebel, K. et al. ヒト新生児および乳児由来のCD4+ T細胞は、非古典的IL-4プログラムを実行するように自発的に準備されている。J. Immunol. 192, 5160-5170 (2014).
論文
CAS
PubMed
Google Scholar
Knolle, J. et al. 3歳からの子どもはT細胞分化の発達的スイッチを示す。Front. Immunol. 11, 1640 (2020).
論文
論文
PubMed
パブメドセントラル
グーグル
Schmiedeberg, K. et al. 幼児のT細胞は成熟しているが、Ca2+流入が制限されているため反応性が低い。PloS ONE 11, e0166633 (2016).
論文
PubMed
PubMed Central
Google Scholar
カンジダ・アルビカンスおよびアスペルギルス・フミガータスに対するヒトT細胞応答の発生誘導。Sci. Rep. 8, 16904 (2018).
論文
論文
PubMed
PubMed Central
Google Scholar
Olin, A. et al. 新生児における定型的な免疫系の発達。Cell 174, 1277-1292.e14 (2018).
論文
CAS
PubMed
パブメドセントラル
Google Scholar
Lee, A. H. et al. ヒトの生後1週間におけるダイナミックな分子変化は、確実な発達の軌跡をたどる。Nat. Commun. 10, 1092 (2019).
論文
ADS
PubMed
パブメドセントラル
Google Scholar
Trautwein-Weidner, K. et al.口腔咽頭カンジダ症において、抗原特異的Th17細胞は異なる相補的樹状細胞サブセットによってプライミングされる。PLoS Pathog. 11, e1005164 (2015).
論文
PubMed
PubMed Central
Google Scholar
Becattini, S. et al. T細胞免疫。病原体またはワクチンによってプライミングされたヒト記憶CD4+ T細胞クローンの機能的不均一性。Science 347, 400-406 (2015).
論文
ADS
CAS
PubMed
Google Scholar
Zielinski, C. E. et al. 病原菌に誘導されたヒトTH17細胞は、IFN-γまたはIL-10を産生し、IL-1βによって制御される。Nature 484, 514-518 (2012).
論文
ADS
CAS
PubMed
Google Scholar
Bifidobacterium longum subsp. infantisのゲノム配列から、乳児のマイクロバイオームにおけるミルク利用への適応が明らかになった。Proc. Natl Acad. Sci. USA 105, 18964-18969 (2008).
論文
ADS
CAS
パブコメ
パブメドセントラル
Google Scholar
ヒト乳オリゴ糖のビフィズス菌による利用。Int. J. Food Microbiol. 149, 58-64 (2011).
論文
論文
パブコメ
Google Scholar
小児栄養におけるビフィドバクテリウム・ロンガム・サブスペシーズ・インファンティス（B. infantis）：知識の現状。栄養素https://doi.org/10.3390/nu12061581（2020）。
Frese, S. A. et al. 母乳栄養児におけるサプリメント添加ビフィドバクテリウム・ロンガム・サブスピーシーズ・インファンティスEVC001の持続性. mSphere https://doi.org/10.1128/mSphere.00501-17 (2017).
Henrick, B. M. et al. Bifidobacteria-mediated immune system imprinting early in life. Cell 184, 3884-3898.e11 (2021).
論文
論文
PubMed
Google Scholar
Lyons, A. et al. マウスアレルギーモデルにおいてFoxp3+ T制御細胞の細菌株特異的誘導は保護的である。Clin. Exp. Allergy 40, 811-819 (2010).
CAS
PubMed
Google Scholar
BifidobacteriumはCTLA-4阻害により腸管免疫病理を緩和する。Proc. Natl Acad. Sci. USA 115, 157-161 (2018).
論文
ADS
CAS
パブコメ
Google Scholar
Sun, S. et al. ビフィズス菌は腸内細菌叢を変化させ、免疫チェックポイント阻害に伴うT制御細胞の機能代謝を調節する。Proc. Natl Acad. Sci. USA 117, 27509-27515 (2020).
論文
ADS
CAS
PubMed
パブメドセントラル
Google Scholar
Ondusko, D. S. & Nolt, D. 黄色ブドウ球菌。Pediatr. Rev. 39, 287-298 (2018).
論文
PubMed
Google Scholar
Kaplan, S. L. 小児における黄色ブドウ球菌感染症：トレンドの変化の意味するもの。Pediatrics https://doi.org/10.1542/peds.2016-0101 (2016).
Filleron, A.ら：一般小児集団における黄色ブドウ球菌の調査と、臨床的に関連する3つの毒素コード遺伝子を有する分離株への注目。World J. Clin. Pediatr. 14, 35-43 (2018).
論文
CAS
Google Scholar
Bae, J. S. et al. 黄色ブドウ球菌全身感染に対するブドウ球菌エンテロトキシンBの寄与。J. Infect. Dis. 223, 1766-1775 (2021).
論文
論文
パブコメ
Google Scholar
トキシックショックサイトカインストームに対するTSST-1変異体ワクチンにより誘導された高力価持続中和抗体。Toxins https://doi.org/10.3390/toxins12100640 (2020).
Basha, S., Surendran, N. & Pichichero, M. 新生児における免疫応答。Expert Rev. Clin. Immunol. 10, 1171-1184 (2014).
論文
論文
PubMed
パブメドセントラル
Google Scholar
記憶と防御におけるT細胞の質：ワクチンデザインへの示唆。Nat. Rev. Immunol. 8, 247-258 (2008).
論文
論文
パブコメ
Google Scholar
新生児の健康と病気におけるIL-17。Am. J. Reprod. Immunol. 79, e12800 (2018).
論文
PubMed
Google Scholar
Santegoets, S. J. A. M. et al. 臨床サンプルにおける制御性T細胞のモニタリング：フローサイトメトリーによる制御性T細胞解析に不可欠なマーカーセットとゲーティング戦略に関するコンセンサス。Cancer Immunol. Immunother. 64, 1271-1286 (2015).
論文
論文
PubMed
パブメドセントラル
Google Scholar
Curotto de Lafaille, M. A. & Lafaille, J. J. Natural and adaptive foxp3+ regulatory T cells: more of the same or a division of labor? Immunity 30, 626-635 (2009).
論文
CAS
PubMed
Google Scholar
Wing, J. B., Tanaka, A. & Sakaguchi, S. Human FOXP3+ regulatory T cell heterogeneity and function in autoimmunity and cancer. Immunity 50, 302-316 (2019).
論文
CAS
PubMed
Google Scholar
Kempkes, R. W. M., Joosten, I., Koenen, H. J. P. M. & He, X. Metabolic pathways involved in regulatory T cell functionality. Front. Immunol. 10, 2839 (2019).
論文
CAS
PubMed
パブメドセントラル
Google Scholar
制御性T細胞の免疫代謝。Nat. Immunol. 17, 618-625 (2016).
論文
論文
PubMed
パブメドセントラル
Google Scholar
ガレクチン-1：CD4+CD25+T細胞による制御の鍵となるエフェクター。Blood 109, 2058-2065 (2007).
論文
PubMed
Google Scholar
Wohlfert, E. A. et al. GATA3はマウスにおける炎症時のFoxp3+制御性T細胞の運命を制御する。J. Clin. Investig. 121, 4503-4515 (2011).
論文
論文
PubMed
パブメドセントラル
Google Scholar
Bozkurt, H. S. & Quigley, E. M. コロナウイルス管理におけるプロバイオティクス・ビフィズス菌：理論的根拠。Int. J. Immunopathol. Pharmacol. https://doi.org/10.1177/2058738420961304 (2020).
ラクトバチルス・ガセリPA 16/8、ビフィドバクテリウム・ロンガムSP 07/3、ビフィダムMF 20/5の感冒エピソードに対する効果：二重盲検無作為化比較試験。Clin. Nutr. 24, 481-491 (2005).
論文
PubMed
Google Scholar
GARPの発現は活性化ヒトFOXP3+制御性T細胞を選択的に同定する。Proc Natl Acad. Sci. USA 106, 13439-13444 (2009).
Majer, C. et al. 新生児の抗原特異的に活性化されたCD4 T細胞のPD-1/PD-L1制御。Int. J. Mol. Sci.https://doi.org/10.3390/ijms24065662（2023）。
Daniels, M. A. & Teixeiro, E. バーチャルメモリーT細胞ではなく、「ME」を忘れる。Nat. Immunol. 21, 499-500 (2020).
論文
論文
パブコメ
Google Scholar
ナイーブCD4(+)T細胞の頻度はエピトープによって異なり、レパートリーの多様性と反応の大きさを予測する。Immunity 27, 203-213 (2007).
論文
CAS
PubMed
パブメドセントラル
Google Scholar
IL-1βとTGF-βは、ヒト炎症性前駆体CD4+ T細胞の誘導と増殖において拮抗的に作用する。J. Immunol. 187, 5627-5635 (2011).
論文
CAS
PubMed
Google Scholar
腸内常在細菌によるFoxp3+制御性T細胞の誘導発生。Proc. Natl Acad. Sci. USA 107, 12204-12209 (2010).
論文
ADS
CAS
パブコメ
パブメドセントラル
Google Scholar
Mold, J. E. et al. 胎児および成体造血幹細胞はヒトにおいて異なるT細胞系譜を生じる。Science 330, 1695-1699 (2010).
論文
ADS
CAS
PubMed
パブメドセントラル
Google Scholar
Cassotta, A. et al. 腸内細菌科細菌に対する広範な反応性を示すヒトCD4+ T細胞はナイーブレパートリーに存在し、メモリーレパートリーではクローン的に拡大する。EJI 51, 648-661 (2021).
CAS
Google Scholar
Lagattuta, K. A. et al. レパートリー解析により、T細胞の運命に影響を及ぼすT細胞抗原レセプター配列の特徴が明らかになった。Nat. Immunol. 23, 446-457 (2022).
論文
論文
パブコメ
パブメドセントラル
Google Scholar
Pandiyan, P. et al. CD152（CTLA-4）は、PI3キナーゼ機能を必要とするメカニズムにより、活性化誘導性細胞死に対するTh1細胞とTh2細胞の不均等な抵抗性を決定する。J. Exp. Med. 199, 831-842 (2004).
論文
論文
PubMed
パブメドセントラル
Google Scholar
T細胞受容体が制御するTGF-β I型受容体の発現は、T細胞の静止と活性化を決定する。Immunity 48, 745-759.e6 (2018).
論文
CAS
PubMed
パブメドセントラル
Google Scholar
CTLA-4（CD152）はマウスにおける制御性T細胞の恒常性と抑制能を制御する。Arthritis Rheum. 60, 123-132 (2009).
論文
CAS
PubMed
Google Scholar
ヒト新生児におけるT細胞介在性免疫応答：学ぶ準備はできているか？Clin. Exp. Immunol. 141, 10-18 (2005).
論文
論文
PubMed
パブメドセントラル
Google Scholar
Pierau, M., Arra, A. & Brunner-Weinzierl, M. C. 小児期のアトピー性疾患の予防-早期暴露が重要。Front. Immunol. 12, 617731 (2021).
論文
CAS
パブコメ
パブメッドセントラル
Google Scholar
Wu, J. et al. チェックポイント阻害剤免疫療法の効果を高めるための腸内細菌叢の調節。Front. Immunol. 12, 669150 (2021).
論文
論文
パブコメ
パブメドセントラル
Google Scholar
Sapra, L. et al. Bifidobacterium longumは制御性B細胞（Bregs）の抗破骨細胞形成能と免疫調節能を増強することにより、卵巣摘出による骨量減少を改善する。Front. Immunol. 13, 875788 (2022).
論文
論文
パブコメ
パブメドセントラル
Google Scholar
Gill, H. S., Rutherfurd, K. J., Cross, M. L. & Gopal, P. K. プロバイオティクスBifidobacterium lactis HN019の食事補充による高齢者の免疫強化。Am. J. Clin. Nutr. 74, 833-839 (2001).
論文
論文
PubMed
Google Scholar
転写因子GATA-3は制御性T細胞の機能に必須である。免疫 35, 337-348 (2011).
論文
論文
PubMed
パブメドセントラル
Google Scholar
McGeachy, M. J. et al. TGF-βとIL-6はT細胞によるIL-17とIL-10の産生を促進し、T(H)-17細胞が介在する病態を抑制する。Nat. Immunol. 8, 1390-1397 (2007).
論文
論文
パブコメ
Google Scholar
Scharschmidt, T. C. et al. 新生児皮膚への制御性T細胞の波は、常在微生物に対する寛容を媒介する。Immunity 43, 1011-1021 (2015).
論文
CAS
PubMed
パブメドセントラル
Google Scholar
Culley, F. J., Pollott, J. & Openshaw, P. J. M. 最初のウイルス感染年齢が成人期の再感染におけるT細胞介在性疾患のパターンを決定する。J. Exp. Med. 196, 1381-1386 (2002).
論文
論文
PubMed
パブメドセントラル
Google Scholar
White、G. P., Watt、P. M., Holt、B. J. & Holt、P. G. ヒト新生児CD45RO-T細胞と成体CD45RO-T細胞間のIFN-γ遺伝子発現の違いの背景には、CpG部位と非CpG部位におけるIFN-γプロモーターのメチル化のパターンの違いがある。J. Immunol. 168, 2820-2827 (2002).
論文
CAS
PubMed
Google Scholar
インターロイキン17を産生するCD4+エフェクターT細胞は、Tヘルパー1型および2型とは異なる系譜を経て発達する。Nat. Immunol. 6, 1123-1132 (2005).
論文
論文
パブコメ
Google Scholar
Osborne, B. M., Butler, J. J. & Gresik, M. V. 生殖中枢の進行性変化：23例の小児患者と成人集団との比較。Mod. Pathol. 5, 135-140 (1992).
CAS
PubMed
グーグル奨学生
Hazan, S. et al. COVID-19の失われた微生物： SARS-CoV-2感染重症度と関連したビフィズス菌、フェーカリバクテリウムの枯渇とマイクロバイオーム多様性の減少。BMJ Open Gastroenterol. https://doi.org/10.1136/bmjgast-2022-000871 (2022).
Bozkurt, H. S. & Bilen, Ö. SARS-COV-2患者における経口ブースター・プロバイオティック・ビフィズス菌。Int. J. Immunopathol. Pharmacol. https://doi.org/10.1177/20587384211059677（2021）。
腸内細菌叢の変化と腸管バリア機能障害は、COVID-19患者における宿主免疫恒常性と関連している。BMC Med. 20, 24 (2022).
論文
論文
PubMed
パブメドセントラル
Google Scholar
ビフィドバクテリウム・ロンガムの経鼻摂取は、致死的インフルエンザ感染マウスモデルにおいてウイルス誘発肺炎および肺傷害を予防する。EBioMedicine 60, 102981 (2020).
論文
PubMed
パブメドセントラル
Google Scholar
CD4+CD25+免疫制御T細胞のサプレッサーエフェクター機能は抗原非特異的である。J. Immunol. 164, 183-190 (2000).
論文
CAS
PubMed
Google Scholar
複数のtreg抑制モジュールとその適応性. Front. Immunol. 3, 178 (2012).
論文
論文
PubMed
パブメドセントラル
Google Scholar
参考文献ダウンロード
謝辞
Kathrin KramerとAnnette Sohnekindの優れた技術サポートとMarienstiftの助産婦のサポートに感謝する。本研究は、Deutsche Forschungsgemeinschaft（DFG、ドイツ研究財団）のProject-ID Br1860/12（MB-W）およびTRR 359-プロジェクト番号491676693（D Bruder）、BMBF（LongCoCID、Project-ID 01EP2101C；MB-W）およびザクセン＝アンハルト州省（Project-ID I 196；MB-W）によって設立された。
資金提供
Projekt DEALによるオープンアクセス資金提供。
著者情報
著者ノート
クリストフ・アレンス
現住所 Justus-Liebig-University Gießen, University Hospital of Gießen and Marburg (UKGM), Gießen Campus, Department of Otorhinolaryngology, Head/Neck Surgery and Plastic Surgery, Gießen, Germany.
著者および所属
オットー・フォン・ゲーリッケ大学病院実験小児科（ドイツ、マグデブルク
カトリン・フォーゲル、アディティヤ・アラ、ホルガー・リンゲル、シルケ・バルク、モニカ・C・ブルナー＝ヴァインツィアール
ドイツ、マグデブルク、聖マリエンシュティフト病院小児科
ディルク・ブレッツシュナイダー
ドイツ、マグデブルク、オットー・フォン・ゲーリッケ大学病院、麻酔学・集中治療医学科
フローリアン・プレッチュ＆トーマス・ハッヘンベルク
オットー・フォン・ゲーリッケ大学大学病院人類遺伝学研究所（ドイツ・マグデブルク
デニー・シャンツェ＆マーティン・ゼンカー
感染免疫学グループ、医療微生物学・病院衛生学研究所、健康キャンパス免疫学・感染学・炎症学、オットー・フォン・ゲーリッケ大学、マグデブルク、ドイツ
ドゥニャ・ブルーダー
免疫制御グループ、ヘルムホルツ感染研究センター、ブラウンシュヴァイク、ドイツ
ドゥニャ・ブルーダー
ドイツ・ブラウンシュヴァイク ヘルムホルツ感染研究センター ゲノム解析グループ
ロバート・ゲファース
耳鼻咽喉科、頭頸部外科、オットー・フォン・ゲーリッケ大学付属病院、マグデブルク、ドイツ
クリストフ・アレンス
貢献
K.V.とM.B.-W.が研究を計画した。K.V.はM.B.-W.およびA.A.と共同で研究を計画し、実験を行い、結果を解釈し、論文を執筆した。D.S.、M.Z.、R.G.はRNASeqアッセイと解析を行い、結果の解釈に参加し、論文を読み、批評的に修正した。S.B.、D.Bretschneider、F.P.、D.Bruder、T.H.およびC.A.は、試薬および材料の提供、専門知識の提供およびフィードバックを行った。H.L.はデータ解析に参加し、論文を修正した。M.B.-W.は資金を確保し、研究を監督した。共著者全員が論文を読み、論文に重要な知的インプットを提供した。責任著者はデータへの完全なアクセス権を有し、論文投稿の決定に対する最終的な責任を有していた。
責任著者
Monika C. Brunner-Weinzierlまで。
倫理申告
競合利益
著者らは競合する利益はないと宣言している。
査読
査読情報
Nature Communications誌は、Beate Kampmann氏、Jessica Lancaster氏、およびその他の匿名査読者の方々による本著作の査読への貢献に感謝する。査読ファイルはこちら。
追加情報
出版社からの注記 Springer Natureは、出版された地図の管轄権の主張および所属機関に関して中立を保っています。
補足情報
補足情報
査読ファイル
報告概要
ソースデータ
ソースデータ
権利と許可
オープンアクセス この記事は、クリエイティブ・コモンズ表示4.0国際ライセンスの下でライセンスされている。このライセンスは、原著者および出典に適切なクレジットを与え、クリエイティブ・コモンズ・ライセンスへのリンクを提供し、変更が加えられたかどうかを示す限り、いかなる媒体または形式においても使用、共有、翻案、配布、複製を許可するものである。この記事に掲載されている画像やその他の第三者の素材は、その素材へのクレジット表示で別段の指示がない限り、記事のクリエイティブ・コモンズ・ライセンスに含まれています。素材が記事のクリエイティブ・コモンズ・ライセンスに含まれておらず、あなたの意図する利用が法的規制によって許可されていない場合、または許可された利用を超える場合は、著作権者から直接許可を得る必要があります。このライセンスのコピーを見るには、http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/。
転載と許可
この記事について
アップデートの確認 CrossMarkを経由して通貨と真正性を確認する
この記事の引用
Vogel, K., Arra, A., Lingel, H. et al. Bifidobacteria shape antimicrobial T-helper cell responses during infancy and adulthood. Nat Commun 14, 5943 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-41630-x
引用文献のダウンロード
受領
2022年12月09日
受理
2023年9月11日
出版
2023年9月23日
DOI
https://doi.org/10.1038/s41467-023-41630-x
この記事を共有する
以下のリンクをシェアすると、誰でもこのコンテンツを読むことができます：
共有可能なリンクを取得
コンテンツ共有イニシアチブSpringer Nature SharedItにより提供されています。
テーマ
抗菌反応
細菌感染
小児研究
コメント
コメントを投稿することで、利用規約とコミュニティガイドラインを遵守することに同意したことになります。誹謗中傷や規約・ガイドラインに反する投稿があった場合は、不適切な投稿としてフラグを立ててください。
ネイチャー・コミュニケーションズ（Nat Commun） ISSN 2041-1723（オンライン）
サイトマップ
ネイチャー・ポートフォリオについて
ネイチャーについて
プレスリリース
プレスオフィス
お問い合わせ
コンテンツを見る
ジャーナルA-Z
テーマ別記事
ナノ
プロトコル交換
ネイチャー・インデックス
出版ポリシー
Natureポートフォリオポリシー
オープンアクセス
著者・研究者サービス
別刷りと許可
研究データ
言語編集
科学編集
ネイチャー・マスタークラス
エキスパートトレーナーによるワークショップ
研究ソリューション
図書館・機関
図書館員サービス＆ツール
図書館ポータル
オープンリサーチ
図書館への推薦
広告とパートナーシップ
広告
パートナーシップとサービス
メディアキット
ブランドコンテンツ
キャリア開発
ネイチャー・キャリア
ネイチャーコンファレンス
ネイチャーイベント
地域ウェブサイト
ネイチャー アフリカ
ネイチャー・チャイナ
ネイチャー インド
ネイチャー イタリア
日本のネイチャー
ネイチャー 韓国
ネイチャー 中東
プライバシーポリシー クッキーの使用 お客様のプライバシーに関する選択/クッキーの管理 法的通知 アクセシビリティに関する声明 利用規約 お客様の米国におけるプライバシー権
シュプリンガー・ネイチャー
© 2023 シュプリンガー・ネイチャー
この記事が気に入ったらサポートをしてみませんか？