PNAS：影響腸道微生物群健康和對細菌感染反應的蛋白質

來源：作者：人氣：-發表時間：2024-07-31 12:40:00【大中小】

摘要：根據發表在PNAS上的一篇文章，不產生白細胞介素22結合蛋白(IL-22BP)的小鼠具有更強的防御能力。

發表在《美國國家科學院院刊》(PNAS)上的一項研究表明，一種名為IL-22BP的特定蛋白質的存在如何影響腸道微生物群的組成和身體對細菌感染的反應。

“我們發現，不產生這種蛋白質的小鼠更能抵御艱難梭狀芽孢桿菌和嚙齒檸檬酸桿菌等細菌的腸道感染，”該文章的合著者Marco aur lio Ramirez Vinolo告訴記者。他是巴西坎皮納斯州立大學生物研究所(IB-UNICAMP)的教授，也是其免疫炎癥實驗室的負責人。

圖1 IL-22結合蛋白的缺乏增強了腸道微生物群抵御腸道病原體的能力

IL-22BP(白細胞介素22結合蛋白)減少了IL-22的可用量，IL-22是免疫系統細胞產生的一種蛋白質，有助于維持腸道屏障，增強腸道內膜細胞，并參與抗菌物質的產生。

“我們對這一發現的解釋是，白細胞介素22在沒有IL-22BP的情況下更有效，甚至在感染開始之前就加強腸道防御，”Vinolo說，他接受了FAPESP的資助，研究炎癥期間腸道微生物群的分子機制。

在PNAS的文章中，研究人員報告說，沒有IL-22BP的小鼠有不同的腸道細菌，當這些細菌轉移到正常產生IL-22BP的小鼠時，它們仍然免受感染，這表明缺乏結合蛋白導致腸道微生物群的有益調節。

“這種對感染的抵抗力與短鏈脂肪酸的產生增加有關，短鏈脂肪酸是由腸道細菌發酵食物纖維釋放的，對腸道健康有有益的影響，包括促進抗炎環境和加強腸道屏障，”該文章的第一作者、美國華盛頓大學醫學院(WUSM)的博士后jos Luís Fachi說。

Fachi博士在研究腸道細菌與艱難梭菌定植之間的相互作用時得到了FAPESP的支持，艱難梭菌是一種對幾種抗菌劑具有耐藥性的芽孢桿菌，是醫院獲得性感染的常見原因。短鏈脂肪酸是由食物纖維發酵過程中細菌代謝產生的，可以保護腸道免受艱難梭菌等感染。

Fachi博士論文導師Vinolo說，缺乏IL-22BP會改變腸道微生物群的組成和功能，從而對微生物有益。他說:“這突出了腸道微生物群在調節生物體反應中的作用，并指出了通過抑制IL-22BP來減輕或預防腸道感染的可能性。”

下一個步驟

未來的研究現在可以設計成更深入地了解這一發現，并利用它來開發治療方法。“關鍵的下一步是在動物模型中研究IL-22BP抑制劑的功效，并可能在臨床試驗中治療嚴重的腸道感染，”另一種可能性是探索不同種類和數量的食物纖維如何影響短鏈脂肪酸的產生。“在缺乏IL-22BP的情況下，腸道微生物群的組成可以提供有價值的信息。”

腸道菌群調節可能有利于其他腸道炎癥，如克羅恩病和潰瘍性結腸炎，以及由其他病原體引起的感染。

“找出IL-22在缺乏IL-22BP的情況下如何與其他分子和免疫系統細胞相互作用，將有助于我們更好地了解其在腸道免疫中的功能。未來的研究可能會改變我們對這些蛋白質在腸道健康中的作用的理解，并導致開發新的治療策略來預防和治療腸道感染，”Vinolo說。

這項研究涉及IB-UNICAMP遺傳、進化、微生物學和免疫學部門以及WUSM病理和免疫學部門的研究人員

參考資料

[1] Deficiency of IL-22-binding protein enhances the ability of the gut microbiota to protect against enteric pathogens