Page 130 - 中国全科医学2022-15
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肠道具有与外界环境接触面积大的特点,因此肠屏障在 模型 48 h 后,发现小肠隐窝底部 Lgr5 细胞(肠干细胞标志物)
保护生物体免受病原体和外部有害物质侵害方面起着重要作 数量增加,其机制可能为 L.reuteri 可通过促进 R-spondins 基
用 [1] 。肠屏障由相互关联的 4 部分组成,分别是机械屏障(单 因的表达,激活并提高 Wnt/β-catenin 信号强度和持续时间,
层半透性上皮细胞)、化学屏障(黏蛋白和抗菌肽组成的黏 促进肠干细胞增殖分化为肠上皮细胞,从而修复肠机械屏障
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液层)、免疫屏障(固有层中的免疫细胞和肠道淋巴组织) 功能。HOU 等 [17] 研究发现使用 10 CFU/d 的 L.reuteri 持续喂
和微生物屏障(肠腔中的共生菌)。肠屏障功能障碍与多种 养 27 d,可修复由右旋糖酐硫酸盐(ameliorates dextran sulfate
疾病相互关联,如中枢神经系统疾病、代谢性疾病、消化系 sodium,DSS)诱导的小鼠肠上皮细胞损伤,其机制可能为
统疾病、自身免疫性疾病等 [2-5] 。因此,了解导致肠屏障功 L.reuteri 可将膳食营养摄入的色氨酸通过吲哚 - 丙酮酸途径代
能改变和调节的分子机制将对相关疾病的治疗和预防起积极 谢为具有芳烃受体(aryl hydrocarbon receptor,AhR)配体活性
作用。 的吲哚 -3- 醛(indole-3-aldehyde,IAld),从而激活 AhR 信
罗伊乳杆菌(Lactobacillus reuteri,L.reuteri)是肠道共生 号,促进白介素(interleukin,IL)-22 表达,诱导信号转导
菌群的重要成员,Gerhard Reuter 和 Tomonari Mitsuoka 在 20 转录激活因子 3(signal transducer and activator of transcription 3,
世纪 60 年代和 20 世纪 70 年代深入研究了人类消化道中的乳 STAT3)蛋白磷酸化以加速肠上皮的增殖。既往研究发现,蛋
杆菌微生物群,并报告 L.reuteri 是人类胃肠道中的优势乳酸杆 白激酶 B(protein kinase B,Akt)信号通路的激活与 TJ 蛋白
菌之一,并且经常在粪便样本中被检测到 [6] 。此外,L.reuteri 的表达增强高度相关 [18] 。应用黄芪甲苷Ⅳ干预传输型小鼠便
还是一种对宿主健康有多种益处的益生菌,其可定殖于肠道, 秘模型 5 d 后观察到小鼠的结肠转运时间以及肠道中 L.reuteri
减少微生物从肠腔到肠外组织的转移,加强肠道物理屏障, 的 α 与 β 多样性,并通过菌群调控的方式在结肠中产生短
也可通过产生抗菌分子,抑制病原微生物的定植,还可通过 链脂肪酸(丁酸),后者可以为结肠转运提供动力并通过激
重塑宿主肠道中的微生物群组成减少促炎因子的产生、促进 活 Akt 信号通路增加 TJ 蛋白(claudin-1 和 occludin)mRNA
调节性 T 细胞的发育,进而保护宿主的肠道免疫系统 [7] 。本 的表达来增强肠机械屏障功能 [19] 。
文针对 L.reuteri 的生物学特性、L.reuteri 对肠屏障功能的影响 综上所述,L.reuteri 一方面可通过直接黏附于肠上皮细胞
及可能机制进行综述。 来降低细胞旁通透性,减少肠道菌群的移位;另一方面可通
1 L.reuteri 的生物学特性 过刺激肠上皮细胞以及 TJ 蛋白的增殖改善肠机械屏障功能。
L.reuteri 是乳酸杆菌属的革兰阳性兼性厌氧菌,最早于 2.2 L.reuteri 对肠化学屏障的调节作用 肠化学屏障由消化液
1962 年被分离出来 [8] ,其是一种末端呈圆形的略微不规则的 中的抑菌物质、杯状细胞分泌的黏液以及 Paneth 细胞分泌的
弯曲杆菌 [9] 。L.reuteri 广泛存在于人类和脊椎动物的胃肠道, 抗菌相关蛋白(例如黏蛋白和抗菌肽)组成 [20-21] ,屏障中的
其在肠道中具有很强的黏附性,常定殖于近端消化道的肠上 抑菌物质和抗菌相关蛋白可在特定部位发挥抑菌效能,保护
皮细胞之上。由于肠上皮细胞是肠屏障的主要构成 [10] ,也就 肠道免受病原菌感染;该屏障的黏液层对于限制上皮细胞与
意味着肠屏障比其他组织更容易直接接触到 L.reuteri。L.reuteri 肠腔内的细菌直接接触至关重要。研究表明,L.reuteri 可通过
主要代谢产物有罗伊菌素、乳酸、醋酸、乙醇和罗伊环素等 促进抗菌物质产生以及黏蛋白的表达,加强肠免疫屏障的防
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抗菌物质 [9] ,且前期研究已证实 L.reuteri 还可通过增加肠道 御功能。XIE 等 [22] 研究发现给予 3 日龄仔鸡连续口服 7 d 10
中丁酸的含量 [11] 和促进色氨酸代谢物的产生 [12] ,在宿主肠 CFU/d 的 L.reuteri 22 后,结果显示 Notch 信号通路被显著抑
道中发挥免疫调节的作用 [13-14] 。因此,了解 L.reuteri 对肠屏 制,故诱导了肠道干细胞分化为具有增加黏蛋白 2(mucin 2,
障功能的调控作用对肠屏障功能障碍相关疾病的治疗和预防 Muc-2)表达特性的杯状细胞,另外还显著上调了溶菌酶 1
意义重大。 (lysozyme 1,Lyz1)的 mRNA 表达。另有研究也发现,给予
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2 L.reuteri 对肠屏障的调节作用 3 日龄新生仔猪口服 5 d 10 CFU/d L.reuteri 后,可促进仔猪空
2.1 L.reuteri 对肠机械屏障的调节作用 肠机械屏障主要 肠中的肠道干细胞分化为杯状细胞与 Paneth 细胞,这些细胞
由肠上皮细胞覆盖组成,细胞间通过黏附连接(adherens 的增殖显著上调了肠道黏液中 Muc-2、Lyz1、β- 防御素 1 以
junctions,AJ)和紧密连接(tight junction,TJ)相连,被认 及抗菌肽(antimicrobial peptides,AMPs) mRNA 的表达 [13] ,
为是肠道旁细胞通透性最重要的决定因素 [15] 。L.reuteri 对 从而增强了肠化学屏障功能。此外,田志梅等 [23] 研究结果显示,
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肠机械屏障的调节作用可通过直接影响和间接影响实现。研 给予 21 日龄断奶仔猪口服添加 10 CFU/kg 的 L.reuteri 饲料后,
究发现,L.reuteri 胞外存在大量脂磷壁酸(lipoteichoic acid, 其胃蛋白酶表达上调,该机制可能为乳杆菌通过降低胃肠 pH
LTA)、黏液结合蛋白(mucus-binding protein,Mub)等黏附素。 值而促进了蛋白酶等消化酶的产生,且酸性环境和消化酶的
这些特异结构使得 L.reuteri 可黏附于回肠的黏液以及上皮细胞 产生在一定程度上可抑制或杀灭病原体,保护肠屏障不被病
之上,并且定殖到宿主胃肠道后形成生物膜,直接加固肠屏 原体攻击,保护肠化学屏障。
障,有效减少共生菌的肠外转移。除此之外,L.reuteri 还可通 综上所述,L.reuteri 可以通过促进抗菌物质产生以及降低
过刺激促肠上皮细胞以及 TJ 蛋白相关生长因子的表达,间接 胃肠 pH 值抑制病原微生物的生长。
调控肠机械屏障。WU 等 [16] 研究发现,Wnt/β-catenin 信号 2.3 L.reuteri 对肠微生物屏障的影响 微生物群在哺乳动物的
在健康成年人组织中的功能是维持干细胞壁龛,并在小肠隐 肠道中定殖,形成了肠微生物屏障,这种微生物生态系统对维
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窝底部表达最高。利用每孔 10 CFU 的 L.reuteri D8 处理由脂 持肠道健康起着重要作用 [24] 。XIE 等 [25] 研究结果显示,使
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多糖(lipopolysaccharide,LPS)诱导的小鼠肠上皮细胞损伤 用 10 CFU/d 的 L.reuteri 干预大肠埃希菌诱导的腹泻仔猪 21 d