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文檔簡介
1、乳酸菌對豬腸道屏障功能的調節(jié)作用及其機制譙仕彥 侯成立* 曾祥芳 (中國農業(yè)大學動物科學技術學院,北京 100193)摘 要:乳酸菌作為最重要和安全性最高的益生菌來源已被廣泛關注,而乳酸菌調控人和動物腸道屏障功能已成為研究的熱點,大量的體內外研究表明乳酸菌發(fā)揮益生作用的主要機制是通過調節(jié)腸道屏障功能實現(xiàn)的。相對于嚙齒動物而言,乳酸菌在豬上的應用研究報道很多,對腸黏膜屏障功能的作用研究較少。這些研究尚未觸及到乳酸菌作用機制的本質。豬腸道環(huán)境的復雜性,使得對乳酸菌調節(jié)腸道屏障功能機制的深入認識比較困難。近年來,基因組學、蛋白質組學和代謝組學的發(fā)展,為從體內試驗的角度解析乳酸菌的確切作用機制提供了新
2、的認識和研究手段。本文綜述了乳酸菌對豬腸道屏障功能的調節(jié)作用,以期能幫助對乳酸菌的深入認識和科學應用。關鍵詞:乳酸菌;豬;腸道屏障功能;機制中圖分類號:S828 文獻標識碼:A 文章編號:乳酸菌(lactic acid bacteria,LAB)是一類能發(fā)酵碳水化合物產生大量乳酸的革蘭氏陽性細菌的總稱。乳酸菌廣泛分布于人體和動物的消化道內,參與多種生理作用,影響宿主健康。目前,乳酸菌作為最主要的和最安全的益生菌來源已被廣泛關注,而乳酸菌調控腸道屏障功能已成為研究的熱點。乳酸菌發(fā)揮益生作用的主要機制是通過調節(jié)腸道屏障功能來實現(xiàn)的,這已被眾多體內外試驗所證實1-2。迄今為止,關于乳酸菌在豬上的應用
3、研究報道很多,但相對于嚙齒動物而言,關于乳酸菌對豬腸黏膜屏障作用的研究相對較少。本文擬就乳酸菌對豬腸道屏障功能的調節(jié)作用及其機制作一綜述,以期能幫助對乳酸菌的深入認識和科學應用。1 腸道屏障腸道是機體營養(yǎng)物質消化吸收的主要場所,也是機體抵御異物的第一道防線。腸道屏障功能是指腸道將腸腔環(huán)境與機體內組織環(huán)境分隔開,防止腸道內致病性抗原、毒素以及致病微生物侵入的功能3。腸道屏障主要由腸道正常菌群、黏液層、腸上皮細胞層和腸道免疫系統(tǒng)組成(圖1)。推薦精選圖1 腸道屏障功能Fig.1 The intestinal barrier function41.1 腸道正常菌群腸道內寄居著10131014個微生物
4、,構成了一個復雜的生態(tài)系統(tǒng)。隨著近年來對機體微生物研究的深入,腸道微生物被認為是腸道防御屏障的重要組成部分。對于新生動物,腸道微生物在宿主腸道發(fā)育過程中發(fā)揮著重要作用5。正常情況下腸道微生態(tài)處于平衡狀態(tài),腸道內的有益菌如雙歧桿菌、乳酸菌黏附于腸上皮細胞表面或分布于黏液層,形成菌膜屏障,抑制病原菌黏附定植3。乳酸菌分布于豬整個腸道的各個部分6,可通過生物拮抗作用抑制病原微生物的生長繁殖2,7。與長白豬相比,金華豬對毒素源性大腸桿菌K88攻毒有更低的腹瀉率,其原因是腸道內存在更多的乳酸菌數(shù)量8。腸道復雜的生態(tài)系統(tǒng)構建了腸道內的第一道屏障,不同種屬微生物間的相互依賴和制衡,在有外界環(huán)境波動或遭受有害
5、刺激時能更好地應對不良因素對機體造成的負面影響,從而起到保護腸道屏障的作用9-10。1.2 黏液層腸道表面由單層上皮細胞排列而成,而腸上皮細胞(intestinal epithelial cells,IECs)表面覆蓋著一層黏液。黏液主要由杯狀細胞和腸上皮細胞分泌的黏蛋白(mucin)組成。黏蛋白是一種大分子的糖蛋白,主要分為腸上皮細胞頂端覆蓋的跨膜黏蛋白以及杯狀細胞分泌的凝膠狀態(tài)的黏蛋白,其中膜結合蛋白主要有MUC1、MUC3、MUC4、MUC12、MUC13、MUC16、MUC17,分泌蛋白主要有MUC2、MUC5AC、MUC5B、MUC6、MUC7推薦精選11。黏蛋白有細菌黏附結合位點,
6、可與腸上皮上的結合位點競爭,阻止病原微生物與腸上皮細胞結合。黏液層一方面可將腸上皮細胞與腸腔環(huán)境隔離開,另一方面為專性厭氧菌提供了良好的棲息環(huán)境,可促進雙歧桿菌、乳酸菌等有益菌的生長繁殖12。1.3 腸上皮細胞腸上皮細胞是腸道黏膜屏障的重要組成部分,主要通過通透性來高效選擇腸腔內的物質。一方面允許營養(yǎng)物質和其他可溶性的成分被吸收,另一方面阻止腸腔微生物、毒素等進入機體13。相鄰腸上皮細胞間通過細胞連接毗鄰,從上皮頂端到基底膜,連接復合體依次為緊密連接(tight junctions,TJs)、黏附連接、橋粒和縫隙連接14,其中TJs與腸道營養(yǎng)物質的吸收和微生物的黏附關系最為密切,且TJs和黏附
7、連接通過胞質銜接蛋白與肌動蛋白微絲相連,參與多種信號通路,比如調控細胞增殖、分化和極性15。TJs為多種蛋白相互作用下形成的復合結構,是上皮細胞選擇性通透性的決定性因素,而Claudin-1、Occludin和ZO-1是TJs結構和功能單位中最為基礎和重要的組成16。TJs是參與控制細胞旁滲透的關鍵分子17,將上皮細胞之間的空隙密封,阻止微生物和其他抗原物質轉運擴散穿過上皮細胞。1.4 腸道免疫系統(tǒng)腸黏膜免疫屏障主要由腸相關淋巴組織(gut-associated lymphoid tissue,GALT)構成,包括黏膜固有層及上皮細胞層內的淋巴細胞、孤立淋巴濾泡、腸系膜淋巴結、潘氏細胞等。腸道
8、免疫系統(tǒng)受到刺激以后,可以分泌免疫球蛋白、白細胞介素和干擾素等蛋白和分子,通過免疫調節(jié)作用維持腸道上皮穩(wěn)態(tài)。由B細胞轉化為漿細胞產生,并穿過上皮細胞分泌至腸腔的分泌型免疫球蛋白A(sIgA)是腸道免疫屏障的重要方面,參與調控腸道菌群,維持腸道穩(wěn)態(tài)。sIgA與非特異性免疫蛋白共同作用可阻止微生物黏附于上皮細胞,阻止損傷相關的炎癥反應18。黏膜免疫球蛋白A(IgA)可以中和微生物毒素和病原微生物,另一方面可以調控腸道共生菌群19。IgA可維持不同腸段菌群的特異性20。另外,腸細胞分泌的推薦精選內源抗菌肽是腸道先天性免疫的一部分。小腸內的柱狀細胞能夠產生再生胰島素衍生蛋白3(REG3)和再生胰島素衍
9、生蛋白3(REG3)21,結腸柱狀細胞主要表達防御素和Cathelicidins,潘氏細胞能夠表達多種抗菌肽,包括防御素和血管生成素4(ANG4)等22。防御素可以破壞細菌細胞壁或細胞膜來發(fā)揮抑菌或殺菌作用23。 2 乳酸菌對豬腸道屏障功能的調節(jié)2.1 乳酸菌對豬腸道菌群的調節(jié)仔豬新生期是其個體發(fā)育的關鍵時期,由于腸道及機體免疫機能尚未發(fā)育完善,使得機體在受到外界環(huán)境應激的刺激下,仔豬極易遭受病原微生物侵襲,抵御能力低下,而新生期嚴重感染或應激對仔豬未來個體發(fā)育存在不可逆轉的負面影響,從而影響個體發(fā)育的整個進程。在新生階段給予乳酸菌干預,可以調控仔豬腸道微生物菌群的形成,幫助建立以有益菌為主體
10、的腸道微生物菌群,介導機體腸道發(fā)育,促進機體消化生理成熟并增強抵御病原微生物感染的能力24-25。Liu等26研究發(fā)現(xiàn),給新生仔豬灌服發(fā)酵乳酸桿菌(L.fermentum)I5007可以降低腸道潛在致病菌腸桿菌及梭菌屬數(shù)量,有助于新生仔豬腸道菌群的建立。腸道菌群建立后,乳酸菌可以影響腸道菌群結構,但這種影響作用是局部的27。乳酸菌可以降低仔豬腸道中潛在致病菌產氣莢膜梭菌(Clostridium perfringens)的數(shù)量,并且乳酸菌干預的仔豬共生乳酸菌沿著絨毛-隱窩軸的分布與腸細胞關聯(lián)更加密切24。Bezkorovainy28報道,飼糧中添加乳酸菌可提高腸道有益微生物的定植并降低腸道pH。
11、Ohashi等29給斷奶仔豬飼喂保加利亞乳桿菌(L.bulgaricus)2038發(fā)酵乳,能顯著增加腸道中乳酸桿菌相對豐富度。腸道菌群結構的變化會改變腸道中短鏈脂肪酸的組成及數(shù)量4,丁酸具有抵抗致病微生物侵襲并增強腸道屏障功能的作用30,給新生仔豬灌服發(fā)酵乳酸桿菌I5007可增加后腸丁酸的數(shù)量26。2.2 乳酸菌對豬腸絨毛結構的調節(jié)小腸的絨毛高度、隱窩深度是衡量小腸消化吸收能力的重要指標。絨毛高度/隱窩深度綜合反映小腸的功能狀態(tài),其比值的下降表明黏膜受損,消化吸收能力下降8。Yu等31發(fā)現(xiàn)飼糧中添加發(fā)酵乳酸桿菌I5007能顯著增加斷奶仔豬回腸絨毛高度/隱窩深度。復合乳酸菌制劑可以增加腸黏膜比例
12、推薦精選、腸絨毛高度、RNA完整性以及刷狀緣氨肽酶A和N活性,從而顯著降低仔豬壞死性小腸炎評分24。Suo等32研究表明,植物乳桿菌(L.plantarum)ZJ316可以顯著提高斷奶仔豬十二指腸、空腸以及回腸的絨毛高度。Wu等33研究發(fā)現(xiàn),鼠李糖乳桿菌(L.rhamnosus)GG可以抑制病毒感染引起的豬回腸細胞凋亡,并可部分抑制病毒引起的組織損傷。2.3 乳酸菌對豬腸道通透性的調節(jié)腸道通透性是反映腸道黏膜屏障的重要指標,腸道通透性增大是屏障功能受損的主要表現(xiàn)之一,且易引起腹瀉等疾病的發(fā)生。植物乳桿菌DSM 9843(2099v)和羅伊氏乳桿菌(L.reuteri)R2LC能明顯改善氨甲喋呤
13、誘導的鼠結腸炎的腸道通透性34。鼠李糖乳桿菌GG能減少乙醇誘導的腸黏膜高通透性及小腸和結腸中的氧化應激,顯著減小結腸中嗜中性粒細胞的浸潤和炎癥35。此外,鼠李糖乳桿菌GG還能抑制腸出血性大腸桿菌引起的MDCK-1和T84細胞旁通透性的增加36。植物乳桿菌DSM 2648可降低大腸桿菌O127:H6(E2348/69)對跨上皮電阻的負作用和定植37。TJs與腸上皮細胞的通透性密切相關。鼠李糖乳桿菌GG能夠阻礙氧化應激對Caco-2細胞TJs和屏障功能的破壞38。L.sobrius DSM 16698(T)可以通過抑制產腸毒素大腸桿菌引起的閉鎖小帶ZO-1的移位,減少閉合蛋白的數(shù)量、F-肌動蛋白重
14、排以及閉合蛋白的去磷酸化,維護黏膜屏障的完整性39。植物乳桿菌CGMCC 1258能阻止腸侵襲大腸桿菌(EIEC)引起的Caco-2單層細胞屏障功能的破壞和周邊連接肌動蛋白微絲的改變40。用大腸桿菌Nissle 1917處理腸上皮細胞,可增加TJs蛋白ZO-2的表達,并且重新分配ZO-2從細胞質到細胞邊界41。Yeung等42研究表明,不同的乳酸菌對細胞表層完整性的調節(jié)不同,脂多糖(LPS)可以破壞上皮細胞屏障功能,乳酸菌則可維持TJs的完整性。2.4 乳酸菌對豬黏液分泌的調節(jié)在人和鼠上,有大量的研究證實乳酸菌可以促進腸道黏蛋白(MUC1、MUC2和MUC3)的表達2,但在豬上研究的相對較少。
15、Yu等31研究發(fā)現(xiàn),斷奶仔豬飼糧中添加5.8×107 CFU/g的發(fā)酵乳酸桿菌I5007可提高腸道黏蛋白MUC2和MUC3的表達。Wang等43采用蛋白質組學推薦精選方法比較研究了發(fā)酵乳酸桿菌I5007對新生仔豬空腸黏膜蛋白表達的影響,發(fā)現(xiàn)發(fā)酵乳酸桿菌I5007可提高空腸黏膜蛋白中與脂類代謝、細胞結構及活力相關的蛋白表達。 2.5 乳酸菌對豬腸道免疫屏障的調節(jié)對仔豬新生期腸道微生物進行干預,可以影響宿主免疫機能朝向更加穩(wěn)定的、不易受到侵害的方向發(fā)展44。羅伊氏乳桿菌可通過降低促炎因子的表達,提高調節(jié)性T細胞相關細胞因子的表達,介導腸道免疫耐性45。Liu等26研究表明,間隔灌服發(fā)酵乳
16、酸桿菌I5007可提高仔豬新生期血清中IgA的含量,相應提高了機體體液免疫能力。L.sobrius DSM 16698(T)可阻滯產腸毒素大腸桿菌誘發(fā)的白細胞介素-8(IL-8)分泌增加,同時上調白細胞介素-10(IL-10)的表達39。植物乳桿菌ATCC 8014能抑制腫瘤壞死因子-(TNF-)引起的Caco-2細胞IL-8分泌的下降,維持上皮細胞屏障功能,并通過改變信號傳導通路抑制炎癥反應46。Liu等26研究表明,發(fā)酵乳酸桿菌I5007可以顯著降低仔豬回腸炎性因子白細胞介素-1(IL-1)的表達。Vlasova等47研究發(fā)現(xiàn),乳酸菌可通過調節(jié)先天性免疫應答來促進新生仔豬的免疫穩(wěn)態(tài),緩解輪
17、狀病毒引起的腹瀉。此外,選用乳酸菌作為免疫刺激要考慮劑量效應,同一種乳酸菌劑量的不同可以促進或抑制由干擾素-(IFN-)引起的T細胞或調節(jié)性T細胞免疫反應48。 3 乳酸菌對豬腸道屏障功能調節(jié)的機制3.1 乳酸菌的代謝產物乳酸菌產生的有機酸(主要是乳酸)是一種重要的抗菌物質,有機酸可以通過螯合金屬離子和改變細菌細胞膜通透性來發(fā)揮作用,另外,有機酸還能降低腸道pH,抑制有害菌(如沙門氏菌、致病性大腸桿菌等)的生長繁殖49。許多乳酸菌的抑菌作用是通過乳酸來實現(xiàn)的,鼠李糖乳桿菌GG對鼠傷寒沙門菌的抑制作用是乳酸積累的結果50。乳酸菌產生的過氧化氫也是一種重要的抗菌物質,如約氏乳桿菌(L.johnso
18、nii)NC533分泌的過氧化氫在體外可以有效殺死沙門氏菌51。格氏乳桿菌(L.gasseri)CRL 1421產生的乳酸和過氧化氫能使金黃色葡萄球菌細胞膜崩解,使其細胞內容物滲出,從而對其起到抑制作用52。推薦精選一些乳酸菌可以產生細菌素,這些細菌素可直接作用于病原菌,抑制病原菌在腸道內的生長繁殖53。乳酸乳球菌產生的細菌素乳鏈菌肽(nisin)、嗜酸乳桿菌產生的細菌素lactacin B、植物乳桿菌產生的細菌素plantaricin、羅伊氏乳桿菌的細菌素reuterin等,它們均可通過干擾細菌細胞膜通透性來殺死細菌54-55。唾液乳桿菌(L.salivarius)UCC118能保護鼠免受單
19、核細胞增生李斯特氏菌的感染,其原因是唾液乳桿菌產生的細菌素發(fā)揮了作用56。乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)產生的細菌素Lacticin 3147能有效抑制艱難梭狀芽胞桿菌的生長57。此外,研究發(fā)現(xiàn)細菌素及其產生系統(tǒng)可以直接發(fā)揮免疫調節(jié)作用58。乳酸菌能夠產生一些蛋白質而不經過直接的接觸細胞發(fā)揮對腸道屏障的調節(jié)作用。例如鼠李糖乳桿菌GG的p40和p75蛋白可抑制細胞因子誘發(fā)的上皮細胞凋亡,降低TNF誘發(fā)的上皮細胞損傷并促進人和小鼠結腸上皮細胞生長59。格氏乳桿菌BL23也編碼p40和p75同源蛋白,并且發(fā)揮類似的作用60。也已發(fā)現(xiàn),鼠李糖乳桿菌GG編碼的p40蛋白通過表皮生長因
20、子受體介導的信號途徑對腸道屏障功能發(fā)揮作用61。 3.2 乳酸菌競爭與排斥乳酸菌一方面通過競爭營養(yǎng)物質來抑制病原菌的生長繁殖,另一方面,乳酸菌定植在腸上皮細胞,競爭性排斥腸道內源性及外源性潛在致病菌對腸上皮細胞的黏附、定植。德氏乳桿菌和嗜酸乳桿菌可以在其菌體表面螯合氫氧化鐵,從而限制腸道內病原菌的利用62。大量的文獻報道表明,乳酸菌可以抑制病原菌在腸上皮細胞上的定植7,39。在腸道定植和黏附是乳酸菌發(fā)揮作用的前提,乳酸菌可通過菌體表面的磷壁酸、多糖、S-層蛋白等與宿主細胞進行特異性黏附,這種特異性黏附在乳酸菌競爭與排斥功能中發(fā)揮了重要的作用63。推薦精選圖2 乳酸菌菌體表面結構Fig.2 Th
21、e surface structure of lactic acid bacteria643.3 乳酸菌菌體表面成分乳酸菌的細胞壁主要由肽聚糖、磷壁酸、表面蛋白和胞外多糖組成(圖2)。這些分子包含微生物相關分子模式(microorganism-associated molecular patterns,MAMPs),可以識別宿主腸黏膜上的特定模式識別受體(pattern recognition receptors,PRRs)。PRRs在感染和先天性免疫過程中起著重要的作用,其中Toll樣受體(toll-like receptors,TLRs)和NOD樣受體(nucleotide binding
22、 oligomerizationdomain-like receptors,NLRs)分別作為胞外和胞內模式識別受體。乳酸菌的菌體表面成分是乳酸菌發(fā)揮作用的重要因子,通過MAMPs與PRRs之間的作用產生一系列的免疫信號,調節(jié)腸道屏障功能(圖3)。肽聚糖(peptidoglycan)及其衍生的胞壁肽是乳酸菌發(fā)揮益生功能的活性化合物。肽聚糖是乳酸菌細胞壁的主要成分,主要通過Toll樣受體2(TLR2)的介導來發(fā)揮其在先天性免疫中的作用58。TLR2優(yōu)先識別二氨基庚二酸型(Dap型)肽聚糖片段,并且可識別L-賴氨酸型(Lys型)肽聚糖片段,但親和度較低58。然而肽聚糖和其他非?;毎诔煞终T導TL
23、R2信號傳導的能力是有爭論的65,一些研究明,確認為肽聚糖沾染的脂蛋白是干擾因素66。在細胞內,肽聚糖通過NOD樣受體進行信號傳導65-67,NOD樣受體1(NOD1)的配體是-D-谷氨-內消旋二氨基庚二酸(-D-glu-meso-DAP,存在于包括乳酸菌在內的所有革蘭氏陽性菌的肽聚糖結構中),NOD樣受體2(NOD2)的配體是胞壁酸二肽(MurNAc-L-Ala-D-isoGln,MDP,存在于所有的肽聚糖中)68。然而一些研究認為,NLRs-肽聚糖相互作用僅發(fā)生在特定的益生菌中69。唾液乳桿菌Ls33通過NOD2介導的信號途徑誘導局部IL-10的產生,發(fā)揮抗炎作用,而嗜酸乳桿菌NCFM則沒
24、有這種效果,這是因為菌株Ls33肽聚糖結構中有一種胞壁肽(M-tri-Ly)的存在,這種配體以依賴NOD2、不依賴髓樣分化因子88(MyD88)的方式發(fā)揮作用67。磷壁酸(lipoteichoic acid,LTA)存在于許多乳酸菌的細胞壁中,根據(jù)其在細胞表面上的固定方式,通常分為壁磷壁酸(wall-teichoic acid,WTA)和脂磷壁酸(lipoteichoic,LTA)。推薦精選WTA不深入質膜,通過磷酸二酯鍵共價錨定在肽聚糖的N-乙酰胞壁酸殘基上,LTA則跨過肽聚糖層,其末端磷酸共價連接于質膜中糖脂的寡糖基部分58。LTA不僅可以作為黏附分子與腸上皮細胞結合,而且作為配體可以與宿
25、主免疫細胞上的TLR2結合,調節(jié)腫瘤壞死因子的水平。在植物乳桿菌WCFS1和L-137上,TLR2受體的識別需要LTA骨架的D-丙氨酰化,而在植物乳桿菌KCTC10887BP和鼠李糖乳桿菌GG71上,TLR2受體的識別要求并不嚴格58。由于試驗設計的差異,關于LTA微妙結構的差異與免疫反應之間的關系并不明確。最近的研究表明,植物乳桿菌WCFS1的突變體(LTA不能D-丙氨?;┱T導較少的TLR2依賴的促炎因子分泌,提高了對小鼠結腸炎模型的保護作用70。另外,在鼠李糖乳桿菌GG突變體上也得到了類似的結果71。這些研究表明,LTA骨架的修飾可以增加抗炎免疫調節(jié)。格氏乳桿菌Shirota和植物乳桿菌
26、ATCC 14917的WTA在LTA通過TLR2途徑介導IL-10產生過程中發(fā)揮協(xié)同作用72。但是關于WTA在TLR2信號通路中的作用還存在爭議58。胞外多糖(exopolysaccharides,EPS)是乳酸菌在生長代謝過程中分泌到細胞壁外的一類糖類化合物,根據(jù)其分布位置可分為2種形式:一種緊密依附在細菌表面形成莢膜稱為莢膜多糖(capsular polysaccharide,CPS),一種松散地分布在細菌表面稱為黏液多糖(slime polysaccharides,SPS)。鼠李糖乳桿菌GG突變株產生CPS的能力下降,反而提高了鼠李糖乳桿菌的黏附能力和生物膜形成能力73。相反,高水平的C
27、PS可以保護鼠李糖乳桿菌GG抵抗腸道先天性免疫因子,如鼠李糖乳桿菌LL-3774。格氏乳桿菌Shirota的胞外多糖抑制巨噬細胞促炎性免疫反應75。由于CPS的糖原組成復雜,妨礙了CPS相關信號通路的研究。就目前而言,CPS在宿主免疫調節(jié)中的作用仍不明確。表面蛋白(surface layer protein,SLP)是乳酸菌細胞壁最外層的單分子亞結晶體排列蛋白,在乳酸菌黏附過程中起重要作用,一方面調節(jié)乳酸菌結合上皮細胞的能力,另一方面能夠抑制病原菌的黏附。乳酸桿菌表面蛋白的同源性主要集中于C端,該區(qū)域主要負責蛋白對細胞外膜的錨定作用,而N端的區(qū)域主要與蛋白的自身組裝及對細胞的黏附作用相關,變異
28、較大。SLP是復雜的細胞壁結構的一部分,除了黏附功能以外,對SLP的其他功能了解得并不多,很多方面還處于假說階段58。嗜酸乳桿菌NCFM可以被樹突狀細胞表面特異性非整聯(lián)蛋白,又稱CD209(DC-SIGN,dendritic cell-specific intercellular adhesion molecule-3- grabbing nonintergrin)識別(圖3),而表面蛋白A(SlpA)缺陷株不能被識別,SlpA缺陷株反而引起人DCs92更多的促炎細胞因子譜推薦精選76。其他乳酸菌的SLP是否具有同樣的功能仍不清楚。分揀酶依賴性蛋白(sortase-dependent prot
29、eins,SDP)是鑲嵌到細胞壁上帶有LPXTG基序的表面蛋白,在乳酸菌與宿主相互作用之間發(fā)揮重要作用77。最新的研究表明,植物乳桿菌的SDP在宿主免疫調節(jié)中發(fā)揮重要作用78。a:L.plantarum 植物乳桿菌;b:L.rhamnosue.GG 鼠李糖乳桿菌GG;c:L.acidophilus str. NCFM 嗜酸乳桿菌NCFM;d:Gram-positive bacterium 革蘭氏陽性菌。 TLR2:Toll樣受體2 Toll-like receptor 2;TLR6:Toll樣受體6 Toll-like receptor 6;CD14:分化抗原14 cluster of dif
30、ferentiation 14;Tight junction:緊密連接;NLRP2:核苷酸結合寡聚化結構域樣受體蛋白2 NOD-, LRR- and pyrin domain-containing 2;ERK:細胞外信號調節(jié)激酶 extracellular signal-regulated kinases;NF-B:核轉錄因子-B nuclear factor-B;A20:腫瘤壞死因子-誘導蛋白3,又稱TNFAIP3 tumor necrosis factor alpha-induced protein 3;RELB:轉錄因子 transcription factor;IB:核因子B的抑制蛋白
31、 inhibitor of nuclear factor-B;BCL-3:B細胞淋巴因子-3 B-cellleukemia/lymphoma-3;TH1、TH2 cytokines:輔助性T型細胞因子 T helper-type cytokine;IL-10:白介素-10 interleukin-10;Treg:調節(jié)性T細胞 regulatory T cell;p40、p50、p52、p75:p40、p50、p52、p75蛋白 p40, p50, p52, p75 proteins;Nucleus:細胞核;EGFR:表皮生長因子 epidermal growth factor receptor
32、推薦精選;PI3K:磷酸肌醇3激酶 phosphoinositide 3-kinase;PKC:蛋白激酶C protein kinase C;AKT:又稱PKB,即蛋白激酶B protein kinase B;ERK3:細胞外信號調節(jié)激酶3 extracellular signal-regulated kinases 3;IRF:干擾素調節(jié)因子 interferon regulatory factor;STAT4:信號轉導和轉錄激活因子4 signal transducer and activator of transcription 4;STAT3:信號轉導和轉錄激活因子3 signal t
33、ransducer and activator of transcription 3;BCL-9:B細胞淋巴因子-9 B-cellleukemia/lymphoma-9;JUN:JUN轉錄因子 jun transcription factors;IL-12 白細胞介素-12 interleukin-12;SlpA:表面蛋白A surface layer protein A;DC-SIGN:樹突狀細胞表面特異性非整聯(lián)蛋白 DC-specific ICAM3-grabbing non-integrin;IFN:干擾素 interferon;Epithelial cell:上皮細胞;PG:肽聚糖 p
34、eptidoglycan;LPS:脂多糖 lipopolysaccharide;LTA:磷壁酸 lipoteichoic acid;NLRP1:核苷酸結合寡聚化結構域樣受體蛋白1 NOD-, LRR- and pyrin domain-containing 1;DC:樹突狀細胞 dendritic cells。圖3 乳酸菌與腸上皮細胞和樹突細胞之間的相互作用機制Fig.3 The molecular interactions of lactic acid bacteria in general with intestinal epithelial cells and dendritic cel
35、ls584 小 結大量研究證實,乳酸菌具有很好的改善豬腸道屏障功能的作用,這種作用與乳酸菌對腸道菌群結構、腸絨毛結構、上皮細胞通透性和TJs、黏液的分泌和免疫功能的調節(jié)有關。眾多研究者從乳酸菌的表面分子組成中尋求微生物相關分子模式與宿主上皮細胞(包括樹突狀細胞)分子識別受體間的關系,進而解析乳酸菌調節(jié)腸道屏障功能的分子機制。但這種機制仍然具有很多的不確定性,且都是由體外細胞試驗開展的。乳酸菌對腸道功能的調節(jié)具有很強的菌株特異性,且人和動物的腸道環(huán)境非常復雜。近年來,基因組學、蛋白質組學和代謝組學的發(fā)展,為從體內試驗的角度探索乳酸菌的確切作用機制提供了新的認識和研究手段。參考文獻:1 MENNI
36、GEN R,BRUEWER M.Effect of probiotics on intestinal barrier functionJ.Annals of the New York Academy of Sciences,2009,1165(1):183189.2 OHLAND C L,MACNAUGHTON W K.Probiotic bacteria and intestinal epithelial barrier functionJ.Am推薦精選erican Journal of Physiology:Gastrointestinal and Liver Physiology,201
37、0,298(6):G807G819.3 BAUMGART D C,DIGNASS A U.Intestinal barrier functionJ.Current Opinion in Clinical Nutrition and Metabolic Care,2002,5(6):685694.4 MAYNARD C L,ELSON C O,HATTON R D,et al.Reciprocal interactions of the intestinal microbiota and immune systemJ.Nature,2012,489(7415):231241.5 SOMMER F
38、,BÄCKHED F.The gut microbiota-masters of host development and physiologyJ.Nature Reviews Microbiology,2013,11(4):227238.6 WALTER J.Ecological role of lactobacilli in the gastrointestinal tract:implications for fundamental and biomedical researchJ.Applied and Environmental Microbiology,2008,74(1
39、6):49854996.7 LI X J,YUE L Y,GUAN X F,et al.The adhesion of putative probiotic lactobacilli to cultured epithelial cells and porcine intestinal mucusJ.Journal of Applied Microbiology,2008,104(4):10821091.8 GAO Y,HAN F,HUANG X,et al.Changes in gut microbial populations,intestinal morphology,expressio
40、n of tight junction proteins,and cytokine production between two pig breeds after challenge with Escherichia coli K88:a comparative studyJ.Journal of Animal Science,2013,91(12):56145625.9 HOOPER L V,MACPHERSON A J.Immune adaptations that maintain homeostasis with the intestinal microbiotaJ.Nature Re
41、views Immunology,2010,10(3):159169.10 SHANAHAN F.Probiotics in perspectiveJ.Gastroenterology,2010,139(6):18081812.11 JOHANSSON M E V,SJÖVALL H,HANSSON G C.The gastrointestinal mucus system in health and diseaseJ.Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology,2013,10(6):352361.12 TURNER J R.Inte
42、stinal mucosal barrier function in health and diseaseJ.Nature Reviews Immunology,2009,9(11):799809.13 PODOLSKY D K.Mucosal immunity and inflammation.Innate mechanisms of mucosal defense and repair:the best offense is a good defenseJ.Am推薦精選erican Journal of Physiology,1999,277(3 Pt 1):G495G499.14 GUT
43、TMAN J A,FINLAY B B.Tight junctions as targets of infectious agentsJ.Biochimica et Biophysica Acta (BBA):Biomembranes,2009,1788(4):832841.15 CHIBA H,OSANAI M,MURATA M,et al.Transmembrane proteins of tight junctionsJ.Biochimica et Biophysica Acta (BBA):Biomembranes,2008,1778(3):588600.16 FURUSE M.Mol
44、ecular basis of the core structure of tight junctionsJ.Cold Spring Harbor Perspectives in Biology,2010,2(1):a002907.17 MIYAUCHI E,MORITA H,TANABE S.Lactobacillus rhamnosus alleviates intestinal barrier dysfunction in part by increasing expression of zonula occludens-1 and myosin light-chain kinase i
45、n vivoJ.Journal of Dairy Science,2009,92(6):24002408.18 MACPHERSON A J,MCCOY K D,JOHANSEN F E,et al.The immune geography of IgA induction and functionJ.Mucosal Immunology,2008,1(1):1122.19 HAPFELMEIER S,LAWSON M A E,SLACK E,et al.Reversible microbial colonization of germ-free mice reveals the dynami
46、cs of IgA immune responsesJ.Science,2010,328(5986):17051709.20 SUZUKI K,MEEK B,DOI Y,et al.Aberrant expansion of segmented filamentous bacteria in IgA-deficient gutJ.Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,2004,101(7):19811986.21 VAISHNAVA S,YAMAMOTO M,SEVERSO
47、N K M,et al.The antibacterial lectin reg gamma promotes the spatial segregation of microbiota and host in the intestineJ.Science,2011,334(6053):255258.22 NIJNIK A,HANCOCK R E W.Host defence peptides:antimicrobial and immunomodulatory activity and potential applications for tackling antibiotic-resistant infectionsJ.Emerging Health Threats Journal,2009,2:e1.23 MUNIZ L R,KNOSP C,YERETSSIAN G.Intestinal antimicrobial pep
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