微生物所分泌的肽聚醣可被Nod2所感應到，影響幹細胞的細胞保護作用，進而促進腸道上皮細胞的再生

論文： Giulia Nigro, Raffaella Rossi, Pierre-Henri Commere, Philippe Jay, and Philippe J. Sansonetti1.

The Cytosolic Bacterial Peptidoglycan Sensor Nod2 Affords Stem Cell Protection and Links Microbes to Gut Epithelial Regeneration. Cell Host& Microbe. (2014) 15, 792–798.

報告者：翁肇徽                       講評老師：陳振暐 教授

時間：15:10~16:00, Apr. 8, 2015          地點：Room 601

摘要：

在腸道隱窩是一個微生物的產物、幹細胞和其他細胞，像是Paneth cells相互作用的地方，而這樣也提供了微生物去調控宿主上皮細胞的再生。而本篇作者想要研究這複雜的微環境的機制，他們使用體外培養來自老鼠腸道隱窩的organoids來展示隱窩和微生物的交互作用介面。為了確認那些可能的分子參與在微生物和隱窩的交互作用，作者將organoids生長在存在有純化或是合成的microbe-associated molecular pattern (MAMPs)，其在自然情況下會由腸道微生物所釋放，然而作者發現當加入muramyl-dipeptide (MDP),其在很多細菌都有，可以誘導organoids的數量提高。為了測試MDP專一性作用，作者從Nod1 KO和Nod2 KO老鼠中生產organoids，接著用MDP刺激，然後計算organoids的數量。發現MDP可誘導organoids的產量提高是透過細胞內先天免疫感應器Nod2的辨認，作者也發現在腸道的隱窩Lgr5⁺幹細胞持續表現Nod2的程度比Paneth cells來的高。由上述結果作者推論隱窩的萃取和包埋在matrigel中，使得幹細胞遭遇到壓力而導致大量細胞死亡，而MDP誘導幹細胞中Nod2的活化，增加了細胞存活的能力，而導致organoids數量增加。為了測試MDP在體內保護幹細胞的效果如何，作者將老鼠腸道中的微生物去除後再外加MDP，並在給予老鼠doxorubicin hydrochloride。doxorubicin hydrochloride是DNA嵌入劑對於腸道幹細胞來說是有毒的，會導致大量的ROS。如預期的MDP刺激Nod2使幹細胞存活，會產生強烈的細胞保護作用來對抗氧化壓力所導致的細胞死亡。

參考資料：

1.     Kufer, T.A., and Sansonetti, P.J. (2011). NLR functions beyond pathogen recognition. Nat. Immunol. 12, 121–128.

2.  Cario, E., Brown, D., McKee, M., Lynch-Devaney, K., Gerken, G., and Podolsky, D.K. (2002). Commensal-associated molecular patterns induce selective toll-like receptor-trafficking from apical membrane to cytoplasmic compartments in polarized intestinal epithelium. Am. J. Pathol. 160, 165–173.