Regulation of CD4+ T cell differentiation by Bifidobacterium species-derived metabolites

Abstract

Microbiota-derived metabolites play a vital role in mediating the interaction between microbes and host immunity. The Bifidobacterium genus is critical to the regulation of the immune system. Specifically, Bifidobacterium pseudolongum, Bifidobacterium adolescentis, and Bifidobacterium longum subsp. longum have been identified as regulators of CD4+ T cell subsets, including T helper 17 cells (Th17) and regulatory T cells (Treg) involved in adaptive immunity. However, it remains unclear whether their metabolites are involved in immune modulation. Therefore, this study aimed to examine the possibility that the metabolites derived from these three Bifidobacterium species play a role in regulating the differentiation of Treg and Th17 cells. The results of this study demonstrated that the conditioned media of B. pseudolongum promoted the differentiation of Treg cells and upregulated the expression of genes associated with Treg functions. Furthermore, the conditioned media of both B. pseudolongum and B. adolescentis significantly enhanced the differentiation of IL-17A+ Th17 cells. These findings suggest that B. pseudolongum and B. adolescentis may produce immunomodulatory metabolites that regulate the differentiation of CD4+ T cells.

장내미생물에서 유래한 대사물은 미생물과 숙주 면역계 간의 상호작용을 매개하는 데 중요한 역할을 담당한다. 비피도박테리움 속은 장내 세균 중 하나로 면역계 발달과 조절에 중요하다. 특히 Bifidobacterium pseudolongum, Bifidobacterium adolescentis, Bifidobacterium longum subsp. longum은 Th17 세포와 조절 T 세포를 포함하는 적응 면역계의 CD4+ T 세포를 조절한다. 하지만 그들의 대사물이 이러한 면역 조절에 관여할 수 있는가에 대한 연구는 부족하다. 본 연구에서는 이 세가지 비피도박테리움 종의 배양액이 Th17 세포와 조절 T 세포에 분화에 미치는 영향을 조사했다. 그 결과, B. pseudolongum의 배양액이 조절 T 세포 분화를 촉진시키고, 관련된 유전자 발현을 증가시킬 수 있음을 관찰했다. 게다가, B. pseudolongum, B. adolescentis의 배양액이 인터루킨 17 A를 발현하는 Th17 세포의 분화를 향상시켰다. 따라서, B. pseudolongum, B. adolescentis의 대사물이 T 세포에 의한 면역 반응을 조절할 수 있는 가능성을 확인하였다.