益生菌對腸道黏膜免疫影響的研究進展
摘要:一些選擇性益生菌株具有抑制腸道疾病炎性因子產(chǎn)生、穩(wěn)定菌群、改善腸道黏膜免疫系統(tǒng)的功能。結合炎癥性腸炎IBD,介紹某些選擇性益生菌通過調節(jié)炎性細胞因子1β-白介素、γ-干擾素的表達,改善腸道黏膜炎癥,控制疾病的進一步惡化。作者將從腸道黏膜的重要性,益生菌與Toll樣受體、核轉錄因子NF-κB的關系,以及益生菌對腸道黏膜免疫影響等方面進行論述,進而探討其作用機制,為進一步研究益生菌調節(jié)宿主腸道黏膜免疫提供新的思路。 關鍵詞:選擇性益生菌株;炎性因子;腸道黏膜免疫
機體腸道黏膜不但直接反映與外界環(huán)境的接觸狀態(tài),而且表面積聚了大量的共生性微生物菌群,在與外界環(huán)境交流過程中,腸道黏膜免疫系統(tǒng)可以抵抗病原體的入侵和系統(tǒng)性分布,限制不同菌群的漲落水平,是保護機體健康的核心。研究結果表明,灌服益生性益生菌對腸道黏膜免疫功能和免疫應答具有多種作用,如促進腸道免疫屏障的穩(wěn)固、完整性的重建、對病原體的競爭性排斥與抑制、作用于DC細胞和T細胞向Th1極化作用的相變、通過下調表達Toll樣受體TLRs抑制腸道炎癥、刺激機體非特異免疫反應、增強黏液素的合成、調節(jié)細胞間傳遞信號的核轉錄因子NF-κB作用、穩(wěn)定腸道正常菌群、提高腸道黏膜免疫系統(tǒng)穩(wěn)定性。一旦腸道免疫平衡破壞,將導致多種代謝性疾病的發(fā)生。因此,保護腸道黏膜微生態(tài)系統(tǒng),維持腸道免疫系統(tǒng)的正常運行,對維護人和動物的健康起著重要作用。
腸道黏膜是宿主與腸道寄生菌群相互影響、相互作用的最佳部位。在腸道黏膜表面存在著許多微生物的生存小環(huán)境和入侵位點,動物機體為了防御病原體的入侵,腸道寄生菌群與益生菌在空間上構建形成相當穩(wěn)固的菌膜結構和生物屏障,并通過代謝產(chǎn)物及其有效成分阻止致病菌的定植和入侵,保護宿主免受致病菌的侵染,以保證自身的穩(wěn)定性。腸上皮細胞與其他免疫細胞(T細胞、B細胞、M細胞等)表面分布特殊的模式識別受體PRRs,如TLRs和NOD樣受體NLRs,感知病原體關聯(lián)的分子模式PAMPs,進而使腸道免疫系統(tǒng)區(qū)分入侵的病原體和常駐菌群。PAMPs包括細菌細胞壁的成分如肽聚糖PGN和脂多糖LPS,另外還有鞭毛和細菌核酸殘基。宿主的PRRs感知病原體的PAMPs后,迅速誘導激活NF-κB和MAPK信號傳導通路,啟動宿主的防御反應。在正常的生理條件下,腸道黏膜也是一個專門產(chǎn)生免疫耐受的小生態(tài)環(huán)境,這樣就為腸道黏膜微生態(tài)系統(tǒng)平衡提供了先天優(yōu)勢。人和動物的腸黏膜時時刻刻都面臨共生菌群和食物抗原的威脅,為了有效地阻止腸道內的“恐怖分子”,機體在腸黏膜系統(tǒng)構筑了抗感染的第一道防線,也是機體感染的主要部位之一。
人和動物腸道內共生著數(shù)目龐大、結構復雜的微生物群落,其中益生菌是人與動物腸道中廣泛存在且極為重要的生理調節(jié)性菌群之一。近年來,通過對眾多益生菌的研究,雖然人們發(fā)現(xiàn)益生菌對宿主的功效在一定程度上受宿主腸道微生物菌群的影響,但是它們對人和動物機體有益無害,在調節(jié)人與動物黏膜免疫功能方面起著十分重要的作用。如植物乳桿菌可促進腸上皮細胞分泌黏蛋白,既提供益生菌適宜的生長環(huán)境,又抑制致病菌的定植。因此,如果宿主和腸道微生物菌群的互生作用被打破,就會引起許多相關性疾病的發(fā)生。
添加益生菌(包括乳酸桿菌、鏈球菌、雙歧桿菌)能夠實現(xiàn)在生物機體腸道內定植,還能夠改變微生物種群其他成員的豐度,提高腸道黏膜免疫的功能,達到治療相關性疾病的目的。趙玲艷等研究結果發(fā)現(xiàn),益生菌對治療IBD有效,其機制與其調整腸道微生態(tài)和免疫功能、抑制NO及氧自基損傷因素有關。益生菌制劑能增加腸黏膜保護性炎癥因子IL-10的產(chǎn)生及減少TNF-α和INF-γ的分泌。侯恒等研究結果發(fā)現(xiàn),益生菌中的嗜酸乳桿菌體可通過提高結腸黏液細胞合成黏蛋白MUC2來增強黏膜屏障的保護作用,阻斷由腸腔內各種細菌、毒素及其他大分子抗原進入體內而誘發(fā)的腸道炎癥反應,進而調整腸道黏膜免疫。大量研究結果表明,乳酸桿菌能通過與腸上皮表面特異性的受體結合,有序地定植在腸上皮表面構成有層次的厭氧菌菌膜,并與其他厭氧菌一起構成膜菌群,從而保護腸黏膜上皮細胞。而正常的腸黏膜上皮細胞表達高水平的PPARγ,其有抑制細胞因子和化學趨化因子的分泌,干擾炎癥反應的產(chǎn)生及放大等作用,在局部腸道黏膜免疫反應中起著一定的作用。益生菌不僅能維持腸道菌群生態(tài)平衡,改善腸道黏膜免疫系統(tǒng),同時益生菌還是一種效果相當顯著的表達載體。如果將攪亂腸道菌群生態(tài)平衡、損害腸道黏膜系統(tǒng)的致病菌特異性基因傳導入表達載體益生菌中,那么對于預防與治療腸道相關性疾病來講,具有不可估測的意義。
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