肺是人體的重要器官，除了呼吸也調節著人的免疫功能，肺部感染也發現會增加自體免疫疾病「多發性硬化症」的風險。此外，肺部也具有自己的共生菌群，與氣喘、特發性肺纖維化、肺癌等疾病的免疫調節息息相關，但是對於中樞神經系統 (CNS) 的免疫過程是否有關仍不清楚。
本篇使用肺實驗性自體免疫腦脊髓炎 (lung experimental autoimmune encephalomyelitis，lung EAE) 的大鼠模型進行實驗。作者注射新黴素 (neomycin) 於大鼠支氣管改變肺部菌相，發現 EAE 的疾病程度顯著減緩。由於大鼠腸道菌群、T-MBP 細胞均不受肺部注射 neomycin 的影響，再加上肺部菌群移植實驗證明，EAE 的確受到肺部菌群的調控。
肺部菌群改變究竟影響了什麼導致 EAE 病徵減緩呢? 不論 T-MBP 細胞的基因表現，或是血腦障壁的通透性都不受 neomycin 的影響。進一步研究發現，腦與脊髓中的小膠質細胞 (microglia) 基因表現反而是產生了明顯變化，特別是提升了 I 型干擾素 (type I IFN) 相關的基因表現。
至於菌群方面，neomycin 使得肺部擬桿菌門 (Bacteroidetes) 顯著增加；用多黏菌素 B 殺菌後導致 EAE 惡化；單獨注射脂多醣 (lipopolysaccharide，LPS) 於支氣管中模擬 Bacteroidetes 增生，使得 EAE 緩解。
因此，neomycin 使肺部菌群中產 LPS 的 Bacteroidetes 擴張，讓腦內的小膠質細胞的免疫狀態轉向 type I IFN response，反而抑制了自體免疫主要刺激來源 type II IFN 的表現，進而減輕了 EAE 的免疫反應。
本篇證明了肺-腦軸線 (lung-brain axis) 中肺部菌群組成不只影響中樞神經的免疫平衡，也會影響自體免疫疾病的嚴重程度。
發表於 Nature (IF 69.504)