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Microbiota-derived short-chain fatty acids functions in the biology of B lymphocytes: From differentiation to antibody formation - 11/11/23

Doi : 10.1016/j.biopha.2023.115773 
Shengming Qu a, Yihang Gao b, , Jingru Ma b, Qingzhu Yan c
a Department of Dermatology, the Second Hospital of Jilin University, Changchun 130000, China 
b Department of Clinical Laboratory, the Second Hospital of Jilin University, Changchun 130000, China 
c Department of Ultrasound Medicine, the Second Hospital of Jilin University, Changchun 130000, China 

Corresponding author.

Abstract

Gut bacteria produce various metabolites from dietary fiber, the most abundant of which are short-chain fatty acids (SCFAs) such as acetate, propionate, and butyrate. Many biological functions, such as host metabolism and the immune system, are regulated by SCFAs because they act on a wide variety of cell types. A growing body of documents has shown that microbiota SCFAs directly regulate B-cell growth, proliferation, and immunoglobulin (Ig) production. As histone deacetylase (HDAC) inhibitors, SCFAs alter gene expression to enhance the expression of critical regulators of B cell growth. In particular, microbiota SCFAs increase the production of acetyl coenzyme A (acetyl-CoA), adenosine triphosphate (ATP), and fatty acids in B cells, which provide the energy and building blocks needed for the growth of plasma B cells. SCFAs play a significant role in promoting the involvement of B cells in host immunity during both homeostatic conditions and disease states. In this context, SCFAs stimulate B-cell activation and promote the differentiation of plasma B cells in response to B cell receptor (BCR)-activating antigens or co-stimulatory receptor ligands. The result may be increased production of IgA. Microbiota SCFAs were found to lower both overall and antigen-specific IgE levels, indicating their potential to mitigate IgE-related allergic reactions, much like their effect on class-switch recombination (CSR) towards IgG and IgA. Therefore, in the future, the therapeutic advantage should be to use specific and diffusible chemicals, such as SCFAs, which show a strong immunoregulatory function of B cells. This review focuses on the role of microbiota-produced SCFAs in regulating B cell development and antibody production, both in health and diseases.

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Graphical Abstract




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Keywords : Microbiota, SCFAs, GPCR, Immune modulation, B cells, HDAC, Immunoglobulin


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