新生儿期补充鼠李糖乳杆菌LGG衍生蛋白P40可通过EGFR促进肠道发育并影响成年后健康

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文章背景简介

肠道微生物群与宿主之间的共生关系有助于肠道功能和免疫力的成熟，从而促进早期生长和健康。益生菌被定义为“活的微生物”，当给予足够的量时，会给宿主带来健康益处。动物实验证明，早期阶段使用益生菌促进生长，产生长期健康的结果。此外，鼠李糖乳杆菌（LGG）在小鼠体内的定植可促进小鼠的生长、肠道功能成熟及IgA生成，降低对肠道损伤和结肠炎的易感性，表明LGG定植会影响肠道发育和成年后的长期健康。

目前，人们已经提出了多种关于益生菌作用的机制，然而，关于益生菌作用的精确模式知之甚少。P40最初是从LGG培养上清液中分离出来的分泌性蛋白。功能分析显示，P40能维持屏障功能，抑制细胞因子诱导的凋亡，促进肠上皮细胞中粘蛋白的产生，通过上调肠上皮细胞中增殖诱导配体（aproliferation－inducing ligand，APRIL）的表达来增强IgA的产生，从而保护肠道损伤和炎症。

作为酪氨酸激酶1型受体ErbB家族的一员，表皮生长因子受体（EGFR）的激活会刺激下游多种信号通路（如Akt和MAPK），导致细胞增殖、分化、迁移、存活等多种细胞反应。研究表明，p40调节保护性细胞反应的信号机制，主要是活化去整合素－金属蛋白酶17（ADAM－17）释放肝素结合性表皮生长因子（HB－EGF），进而激活肠上皮细胞中EGFR。进一步研究表明，羊水和母乳中存在着EGFR配体（EGF和HB－EGF），它们可以参与促进肠上皮细胞生长。

为了探讨新生儿补充益生菌衍生因子P40对肠上皮细胞增殖、分化、紧密连接形成等早期肠道功能成熟过程，以及成年小鼠肠道损伤及结肠炎防治中的作用，从而进一步探究益生菌衍生因子对早期生命和长期健康调控中肠道发育和免疫反应的作用机制，美国范德比尔特大学医学中心、我国四川大学华西公共卫生与健康食品评价研究中心的Xi Shen等人开展了系列研究，并于2018年在《Mucosal Immunology》杂志上（IF2017＝ 7．36医学1区）发表了题为“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。

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所用到的主要方法

1．酶联免疫吸附

2．Western Blot

3．流式细胞术

4．RT－PCR

5．免疫组化

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文章主要内容摘要

肠道微生物群对生长发育的有益作用已为人所周知，但是，人们对于微生物群调节肠道发育的具体机制却依然并不十分清楚。P40是LGG的一种衍生蛋白，在肠上皮细胞中可以激活表皮生长因子受体（EGFR），保护肠上皮免受损伤和炎症。本研究中，作者开发了含有果胶／玉米醇溶蛋白的p40水凝胶，用于靶向输送p40到小肠和结肠。在小鼠出生后第2天至21天，连续给予含有p40的水凝胶。结果发现：小鼠在断奶和肠道功能成熟前体重显著增加，P4会促进肠道上皮细胞增殖、分化、紧密连接形成，以及早期IgA的产生。此外，研究还表明：在肠上皮细胞EGFR特异性缺失的小鼠中，P40诱导的这些效应会消失，这表明EGFR的激活可能介导了P40调节的肠道发育作用。此外，在小鼠新生儿期用P40处理还会降低其成年后对肠道损伤和结肠炎的易感性，促进了IgA产生及调节性T细胞分化等保护性免疫反应。该研究揭示了新生儿补充益生菌衍生因子在促进EGFR介导的肠道功能成熟和先天免疫中的新作用，这可能会对机体产生长期有益的效果。

鼠李糖乳杆菌LGG促进新生小鼠肠道发育并降低成年期结肠炎的易感性