新生兒期補充鼠李糖乳桿菌LGG衍生蛋白P40可通過EGFR促進腸道發(fā)育并影響成年后健康

2019-03-07 11:18

文章背景簡介

腸道微生物群與宿主之間的共生關(guān)系有助于腸道功能和免疫力的成熟，從而促進早期生長和健康。益生菌被定義為“活的微生物”，當(dāng)給予足夠的量時，會給宿主帶來健康益處。動物實驗證明，早期階段使用益生菌促進生長，產(chǎn)生長期健康的結(jié)果。此外，鼠李糖乳桿菌（LGG）在小鼠體內(nèi)的定植可促進小鼠的生長、腸道功能成熟及IgA生成，降低對腸道損傷和結(jié)腸炎的易感性，表明LGG定植會影響腸道發(fā)育和成年后的長期健康。

目前，人們已經(jīng)提出了多種關(guān)于益生菌作用的機制，然而，關(guān)于益生菌作用的精確模式知之甚少。P40最初是從LGG培養(yǎng)上清液中分離出來的分泌性蛋白。功能分析顯示，P40能維持屏障功能，抑制細胞因子誘導(dǎo)的凋亡，促進腸上皮細胞中粘蛋白的產(chǎn)生，通過上調(diào)腸上皮細胞中增殖誘導(dǎo)配體（aproliferation－inducing ligand，APRIL）的表達來增強IgA的產(chǎn)生，從而保護腸道損傷和炎癥。

作為酪氨酸激酶1型受體ErbB家族的一員，表皮生長因子受體（EGFR）的激活會刺激下游多種信號通路（如Akt和MAPK），導(dǎo)致細胞增殖、分化、遷移、存活等多種細胞反應(yīng)。研究表明，p40調(diào)節(jié)保護性細胞反應(yīng)的信號機制，主要是活化去整合素－金屬蛋白酶17（ADAM－17）釋放肝素結(jié)合性表皮生長因子（HB－EGF），進而激活腸上皮細胞中EGFR。進一步研究表明，羊水和母乳中存在著EGFR配體（EGF和HB－EGF），它們可以參與促進腸上皮細胞生長。

為了探討新生兒補充益生菌衍生因子P40對腸上皮細胞增殖、分化、緊密連接形成等早期腸道功能成熟過程，以及成年小鼠腸道損傷及結(jié)腸炎防治中的作用，從而進一步探究益生菌衍生因子對早期生命和長期健康調(diào)控中腸道發(fā)育和免疫反應(yīng)的作用機制，美國范德比爾特大學(xué)醫(yī)學(xué)中心、我國四川大學(xué)華西公共衛(wèi)生與健康食品評價研究中心的Xi Shen等人開展了系列研究，并于2018年在《Mucosal Immunology》雜志上（IF2017＝ 7．36醫(yī)學(xué)1區(qū)）發(fā)表了題為“Supplementation of p40， a Lactobacillus rhamnosus GG－derived protein， in early life promotes epidermal growth factor receptor－dependent intestinal development and long－term health outcomes”的文章。

所用到的主要方法

1．酶聯(lián)免疫吸附

2．Western Blot

3．流式細胞術(shù)

4．RT－PCR

5．免疫組化

文章主要內(nèi)容摘要

腸道微生物群對生長發(fā)育的有益作用已為人所周知，但是，人們對于微生物群調(diào)節(jié)腸道發(fā)育的具體機制卻依然并不十分清楚。P40是LGG的一種衍生蛋白，在腸上皮細胞中可以激活表皮生長因子受體（EGFR），保護腸上皮免受損傷和炎癥。本研究中，作者開發(fā)了含有果膠／玉米醇溶蛋白的p40水凝膠，用于靶向輸送p40到小腸和結(jié)腸。在小鼠出生后第2天至21天，連續(xù)給予含有p40的水凝膠。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：小鼠在斷奶和腸道功能成熟前體重顯著增加，P4會促進腸道上皮細胞增殖、分化、緊密連接形成，以及早期IgA的產(chǎn)生。此外，研究還表明：在腸上皮細胞EGFR特異性缺失的小鼠中，P40誘導(dǎo)的這些效應(yīng)會消失，這表明EGFR的激活可能介導(dǎo)了P40調(diào)節(jié)的腸道發(fā)育作用。此外，在小鼠新生兒期用P40處理還會降低其成年后對腸道損傷和結(jié)腸炎的易感性，促進了IgA產(chǎn)生及調(diào)節(jié)性T細胞分化等保護性免疫反應(yīng)。該研究揭示了新生兒補充益生菌衍生因子在促進EGFR介導(dǎo)的腸道功能成熟和先天免疫中的新作用，這可能會對機體產(chǎn)生長期有益的效果。