综述微生物和肠上皮细胞的相互作用
- 格式:docx
- 大小:182.26 KB
- 文档页数:6
2021益生菌对肠道发育的生物调节功能及干预机制范文 摘要: 肠道细胞的正常增殖分化、粘膜屏障完整性作为评价肠道发育的重要指标,很大程度上决定了人和动物的能量稳态和整体生长性能,是决定人和动物生理稳态的根本因素。
而良好的微生物-宿主通讯机制及其共生关系对肠道发育及稳态具有积极作用。
近年来国内外大量研究显示肠道微生物参与调控肠道增殖分化,其中益生菌(主要乳酸菌)发挥了极重要的益生作用。
本文详述了肠道组成及发育机制,并从益生菌的自身组分(如菌毛蛋白、细胞壁成分等)、代谢产物(丁酸及其盐类)、肠道菌群的多样性和定植状态三个方面对益生菌促进肠道上皮细胞与肠道干细胞增殖分化、增强粘膜屏障功能、维持肠道良好形态的功能及其干预机制的研究进展进行综述,旨在加深和完善关于益生菌调控肠道发育的认识。
关键词: 益生菌;肠道发育; 菌毛蛋白; 细胞壁成分; 丁酸盐; 肠道菌群 ; Abstract: Knownas important indicators to evaluate intestinal development, normal proliferation and differentiation of intestinal cells and the integrity of mucosal barrier, largely determine energy homeostasis and overall growth performance of humans and animals, so that are considered as fundamental factors to determine physiological homeostasis of humans and animals. Good microbial-host communication mechanisms and their symbiotic relationship have positive effects on intestinal development and homeostasis. In recent years, a large number of studies at home and abroad have shown that intestinal microorganisms are involved in the regulation of intestinal proliferation and differentiation, among which probiotics (mainly lactic acid bacteria) play an extremely important probiotic role. In order to deepen and improve the understanding of probiotics regulating intestinal development, intestinal composition and developmental mechanism are described in detail. The research progress of probiotics in promoting the proliferation and differentiation of intestinal epithelial cells and intestinal stem cells, enhancing the function of mucosal barrier, maintaining good intestinal morphology and its intervention mechanism are also reviewed from three aspects, including their own components (such as pili protein, cell wall components, etc.), metabolites(butyric acid andits salts), diversity of intestinal flora and colonization status. Keyword: probiotics;intestinal grotht; pilin protein; cell wall components; butyrate; intestinal flora; 人与动物的肠道是一个营养丰富的环境,由大量复杂的微生物聚集而成,其中包括大量益生菌(probioticsbacteria)。
微生态的作用微生态是指生物体内或周围微小生态系统的组成和功能,包括微生物、植物和动物等微小生物之间的相互关系。
微生态在自然界中广泛存在,并在许多方面对生态系统的稳定性和功能发挥重要作用。
1. 维持消化系统健康:微生态在消化系统中起着重要作用。
肠道微生物群落(肠道菌群)对食物的消化和吸收起着关键作用。
它们可以分解食物中的复杂碳水化合物、纤维素和蛋白质,产生有益的营养物质,如维生素和短链脂肪酸。
此外,肠道微生物还可以与肠道上皮细胞相互作用,维持肠道黏膜屏障的完整性,抵御病原微生物的侵袭,从而维持消化系统的健康。
2. 免疫调节:微生态在免疫系统的调节中发挥着重要作用。
肠道微生物群落与免疫系统之间存在着密切的相互作用。
它们通过与免疫细胞相互作用,促进免疫系统的发育和功能调节。
微生态可以调节免疫细胞的分化和活化,促进抗炎反应,减少过度免疫反应,从而维护免疫平衡。
研究表明,缺乏适当的微生物群落与许多免疫相关疾病的发生和发展密切相关,如过敏症、自身免疫疾病等。
3. 促进营养吸收和代谢:微生态参与调节人体的能量代谢和营养吸收。
肠道微生物群落可以分解食物中的复杂碳水化合物、纤维素和蛋白质,产生有益的代谢产物。
例如,它们可以产生短链脂肪酸,这些物质被肠道上皮细胞吸收并供给身体能量。
此外,微生态还可以影响人体对营养物质的吸收和利用能力,如促进钙吸收、维生素合成等,对维持身体健康至关重要。
4. 防御病原微生物:微生态在身体的免疫防御中起到重要作用。
它们占据着生态位,与潜在的病原微生物竞争资源和营养物质,限制它们的生长和繁殖。
此外,微生态还可以产生抗菌物质,如抗菌肽和酸性环境,抑制病原微生物的生长。
通过维持肠道微生物群落的平衡和多样性,微生态有助于预防和减少感染疾病的风险。
5. 影响心理健康:微生态与心理健康之间存在着紧密的联系。
肠道被称为"第二大脑",肠道微生物与中枢神经系统之间通过肠脑轴相互作用。
肠道微生物组与健康:机制见解摘要:肠道微生物群现在被认为是有助于调节宿主健康的关键元素之一。
几乎所有的身体部位都被微生物定植,这表明与我们的器官存在不同类型的串扰。
由于分子工具和技术(即宏基因组学、代谢组学、脂质组学、宏转录组学)的发展,宿主和不同微生物之间发生的复杂相互作用正在逐步被破译。
如今,肠道微生物群偏差与许多疾病有关,包括肥胖、2 型糖尿病、肝脂肪变性、肠病(IBD)和几种类型的癌症。
因此,表明涉及免疫、能量、脂质和葡萄糖代谢的各种途径受到影响。
在这篇综述中,特别关注对该领域当前理解的批判性评估。
讨论了许多解释肠道细菌如何与保护或疾病发作有因果关系的分子机制。
我们检查了公认的代谢物(即短链脂肪酸、胆汁酸、三甲胺 N-氧化物),并将其扩展到最近确定的分子作用物(即内源性大麻素、生物活性脂质、酚衍生化合物、晚期糖基化终产物和肠联基因)及其特异性受体,如过氧化物酶体增殖物激活受体α (PPARα)和γ (PPARγ)、芳烃受体(AhR)和 G 蛋白偶联受体(即 GPR41、GPR43、GPR119、武田 G 蛋白偶联受体 5)。
总而言之,了解将肠道微生物与健康联系起来的复杂性和分子方面将有助于为已经开发的新疗法奠定基础。
人类肠道微生物组人类微生物组在这里被认为是微生物、它们的基因和产物的集合,它们从出生起就在我们体内定植并垂直转移。
虽然所有身体部位都被定植(图 1),但在肠道中发现的微生物数量最高,这已经得到了广泛的研究。
在这里,我们回顾了解决肠道微生物、其活性和介质分子如何促进我们健康的主要和最新发现。
图 1 根据不同身体部位的细菌总丰度。
不同器官中细菌数的边界,由细菌浓度和体积得出。
在健康受试者中,口腔和唾液微生物组包含数百万种微生物,这些微生物每天与我们的食物一起吞咽,但它们在肠道中的持久性受到许多因素的阻碍,包括胃的酸度、十二指肠内外胆汁酸(BA)的产生、消化酶和抗菌蛋白许多其他主要变量会影响进一步的下游微生物定植,例如 pH 值、氧浓度和氧化还原电位等化学参数、粘液、胆汁和抗体的生物产生,以及物理方面,包括肠道结构、蠕动和转运时间(图 1)。
iecs细胞用途IECs是肠上皮细胞(Intestinal epithelial cells)的缩写,它们主要分布在肠道黏膜上,是构成肠道黏膜屏障的重要细胞类型。
IECs在消化道的生理和病理过程中发挥着重要作用,其主要用途包括:1.形成肠道黏膜屏障:•IECs通过紧密连接和表层黏液层的产生,形成了肠道黏膜屏障,阻止了有害物质和微生物的穿透,保护了肠道组织免受损伤和感染。
2.吸收和分泌功能:•IECs在肠道内表现出吸收和分泌的功能,吸收水分、营养物质和电解质等,同时分泌黏液和其他生理活性物质,维持肠道内环境的稳定。
3.免疫调节:•IECs参与肠道免疫系统的调节,通过释放免疫调节因子,调控肠道黏膜免疫反应的平衡,防止过度炎症和自身免疫反应的发生。
4.抗微生物防御:•IECs通过产生抗微生物物质和参与肠道微生物群的调节,维护肠道内正常微生物组成,抑制有害微生物的生长和入侵。
5.信号传导和调节:•IECs通过与邻近的神经元、免疫细胞和其他上皮细胞的相互作用,参与调节肠道内环境的生理状态,传递信号和调节肠道的运动和分泌等生理功能。
6.疾病研究和药物筛选:•IECs作为一种重要的研究模型,广泛应用于肠道相关疾病的研究,如炎症性肠病、肠道感染、肠道肿瘤等,以及药物的筛选和评价。
综上所述,IECs是肠道黏膜屏障的重要组成部分,具有多种生理功能,在肠道健康和疾病发生发展中发挥着重要作用。
因此,IECs的研究不仅有助于深入理解肠道生理和病理过程,还为相关疾病的预防、诊断和治疗提供了重要的依据。
IECs,即肠上皮细胞,是机体抵御病原微生物的第一道防线,也是联系宿主和肠道微生物的主要桥梁。
它们不仅作为入侵病原体和其他有害物质的物理屏障,还积极参与机体的局部免疫反应。
IECs在肠炎性疾病(IBD)的免疫病理学中发挥着重要作用。
当病原体破坏肠粘膜时,IECs会被Toll样受体(Toll-Like Receptors,TLR)所识别,进而激活免疫细胞的应答反应。
肠道微生物与免疫功能的关系肠道是人体最大的免疫器官,其内备有大量的微生物,它们与宿主共同共存共生,形成人类肠道微生物群系(Gut Microbiome),这一群落视之为宿主的“第二种基因组”,对人体健康产生着深远的影响。
近年来,肠道微生物与免疫功能的联系引起了科学家的广泛关注,并得到了越来越多的研究证实。
本文旨在探讨肠道微生物与免疫功能的紧密关系。
肠道微生物如何影响免疫功能肠道微生物主要通过两个途径对免疫功能产生影响,一个是直接作用于免疫细胞,如调节巨噬细胞、树突状细胞等;另一个途径是通过肠道上皮细胞、肠道内神经系统和内分泌系统,间接影响免疫功能。
一、调节免疫细胞的分化和功能肠道微生物对免疫细胞的调节主要涉及两类细胞:一类是T细胞,另一类是B细胞。
T细胞是机体免疫系统中的“指挥官”,可以分为CD4+和CD8+两种类型。
CD4+T细胞可进一步分化为不同的亚群:T辅助细胞(Th1、Th2、Th9、Th17、Tfh)、调节性T细胞(Treg)等。
B细胞是免疫系统中的“制造者”,主要负责分泌抗体等抗原特异性分子。
肠道微生物与T细胞和B细胞的调节关系如下:1.与CD4+T细胞的调节关系肠道微生物能够影响CD4+T细胞的分化和功能,其中Th17细胞是肠道中数量最多的一类CD4+T细胞(约占肠道CD4+T细胞的1/3)。
研究表明,减少肠道微生物数量或改变肠道微生物组成会使Th17细胞数量减少,而增加特定菌株或特定食物可以增加Th17细胞。
此外,天然杀伤T细胞(NKT)是一类具有多项功能的T细胞亚群,在免疫调控、神经调节和代谢稳态方面都发挥着重要作用。
研究发现,某些肠道菌群能够影响NKT细胞的分化和功能,而NKT又可以调节肠道菌群的数量和种类,二者相互作用共同维护肠道健康。
2.与B细胞的调节关系肠道微生物也能够影响B细胞的功能和分化,其中微生物菌群中的某些细菌能够通过诱导B细胞产生IgA等免疫球蛋白,增强肠道粘膜免疫力,并有助于防治肠道炎症等疾病。
益生菌、胃肠道微生物和宿主之间相互作用的研究进展王丽凤张和平*(内蒙古农业大学乳品生物技术与工程教育部重点实验室国家奶牛产业技术研发中心乳制品加工研究室呼和浩特010018)摘要目前国内外的研究工作集中于了解肠道共生菌和益生菌以及人类宿主之间的相互作用。
利用组学技术,以便于了解益生菌和共生菌之间以及细菌环境和宿主胃肠道组织之间的相互作用。
利用测序技术对栖居在胃肠道内细菌的研究显示人体的复杂性随不同人群和个体的变化而变化。
此外,转录推动了我们对细菌(包括共生菌和益生菌)与胃肠道间复杂相互作用的洞悉。
本综述从胃肠道内微生物的作用等方面概括这一领域的最新研究进展,并在此基础上提出对未来的展望。
关键词益生菌;胃肠道;微生物;相互作用文章编号1009-7848(2011)04-0147-07益生菌是乳制品和功能性食品工业的重要组成部分,带来了数十亿美元的市场。
益生菌的多方面作用包括预防感染,降低腹泻发病率,抗微生物活性,病原菌的竞争性排斥,免疫耐受,减少大肠癌生物标志物,上皮屏障功能,增加细胞免疫力,增加体液反应,降低血胆固醇水平,减少过敏肠道疾病症状等。
目前研究的大多数益生菌来自乳杆菌属和双歧杆菌属。
乳酸杆菌与发酵产品相关,尤其在奶制品中应用最多。
最近向食品中添加双歧杆菌的研究不断增多,大多作为有益添加剂。
多数菌种天然存在于胃肠道,这些微生物通常能够抗酸、耐受胆汁。
某些菌株还具有发酵果糖诸如人类不能消化的低聚果糖(FOS )和半乳甘露寡糖(GOS )的能力,这些果糖能为胃肠道内的一些共生菌和益生菌提供一定生长优势[1]。
胃肠道是一个约有500种、100万亿微生物的复杂器官,大概是人类体内细胞总数的10多倍[2]。
对于这些细菌的遗传组成成分,可以在胃肠道中翻译编码成具有大量生理功能的基因储存器,对人体宿主的胃肠道产生有益作用。
胃肠道已经演变成为一个营养和微生物丰富的生存部位,细菌在其中不断地旺盛生长。
组学技术诸如转录组技术、宏基因组学和代谢组学的使用,促进人们了解胃肠道中益生菌如何生长以及共生菌如何发挥作用。
肠道微生物—上皮细胞屏障互作的研究进展万华云;胡君宜;王子旭;陈耀星;曹静;董彦君;马保臣;董玉兰【摘要】肠道上皮细胞(intestinal epithelial cells,IECs)是动物机体抵御病原微生物的第一道防线,是黏膜机械屏障、免疫屏障和化学屏障的重要组成部分,具有吸收和屏障双层功能.肠道中微生物数量庞大、种类繁多,根据其与宿主的关系,主要分为共生菌、条件致病菌和病原菌3类,在肠道屏障的构建中发挥重要作用.IECs首先通过直接或间接方式对肠道微生物进行识别,区别自身与非自身,对自身物质(即共生菌)免疫耐受,对非自身物质(即病原菌)产生特异性免疫反应.IECs与肠道共生菌共同抵御肠道病原微生物,维持肠道健康,病原微生物侵入肠道,IECs主要通过胞外分泌物和细胞表面黏液层双重屏障发挥作用,其中胞外分泌物主要包括黏蛋白、抗菌分子和抗微生物免疫球蛋白.肠道共生菌可以通过竞争识别位点,分泌抗菌物质,增加黏液分泌,诱导IECs更新、增殖和修复等方式抵御病原微生物,维护正常的肠黏膜屏障功能.在IECs抵御肠道病原微生物入侵过程中,病原微生物通过自身运动、分泌毒素和酶等破坏肠上皮屏障,直接接触IECs,对其进行损伤.因此IECs和肠道菌群间相互作用,共同维持肠道内环境稳态.作者就IECs和肠道微生物结构、功能的适应性变化作—综述,以期阐述肠道微生物—上皮细胞屏障互作的机制.%Intestinal epithelial cells (IECs) are the first line of defense against pathogenic microorganisms of animal organism,which are important component of mucosal mechanical barrier,immune barrier and chemical barrier,they have absorption and barrier double function.In the intestine,there are many kinds of microorganisms.According to its relationship with the host,it is divided into three types of commensal bacteria,conditional pathogenic bacteria and pathogenic bacteria,it plays an important role in the construction ofintestinal barrier.Firstly,IECsidentify the intestinal microbes by direct or indirect ways,and distinguish their own and non-self,it is immune tolerance to their own substances (such as,commensal bacteria),and produce specific immune response to non-self-substances (pathogenic bacteria).Both of IECs and intestinal commensal bacteria together against pathogens maintain intestinal health.When the pathogenic microorganisms invade the intestine,IECs defense pathogenic microorganisms mainly through extracellular secretions and cell sudace mucus layer,and the former largely include mucin,antibacterial molecular and antimicrobial immunoglobulin.The intestinal symbiotic bacteria can resist the pathogenic microorganisms and maintain the normal intestinal mucosal barrier function through the competitive identification sites,the secretion of antimicrobial substances,the increase of mucus secretion,the induction of IECs renewal,proliferation and repair.In the process of resisting invasion of gut microbes,pathogenic microorganisms through their own movement,secretion of toxins and enzymes to destroy the intestinal epithelial barrier,and directly contact with IECs to damage them.So the interaction between IECs and intestinal bacteria maintain the intestinal homeostasis.In this paper,a review is made of the IECs and intestinal microbial structure and functional adaptations,and hope to elaborate the mechanism of intestinal microbial-epithelial cell bar rier interaction.【期刊名称】《中国畜牧兽医》【年(卷),期】2017(044)012【总页数】8页(P3642-3649)【关键词】肠道上皮细胞;肠道微生物;互作机制【作者】万华云;胡君宜;王子旭;陈耀星;曹静;董彦君;马保臣;董玉兰【作者单位】中国农业大学动物医学院,北京100193;中国农业大学动物医学院,北京100193;中国农业大学动物医学院,北京100193;中国农业大学动物医学院,北京100193;中国农业大学动物医学院,北京100193;中国农业大学动物医学院,北京100193;中国牧工商集团总公司,北京100070;中国农业大学动物医学院,北京100193【正文语种】中文【中图分类】S852.21肠道作为生物体内一种长而复杂的管状器官,与体内外皆相通,很容易受到各种不良因素的刺激,可见维持肠道生理结构完整和功能正常显得尤为重要[1]。
肠内营养的研究进展及临床应用一、本文概述随着医学科学的不断进步,肠内营养(Enteral Nutrition,EN)在临床营养支持治疗中的地位日益凸显。
作为一种通过胃肠道提供营养物质的方式,肠内营养不仅能够满足患者的基本营养需求,还能在一定程度上促进肠道功能的恢复,预防肠道感染等并发症的发生。
本文将对肠内营养的研究进展进行综述,并深入探讨其在临床应用中的现状和未来发展方向。
本文首先回顾了肠内营养的发展历程,从早期的概念提出到现如今的广泛应用,概述了肠内营养在临床实践中的重要性和优势。
接着,文章将重点关注肠内营养在不同疾病领域的临床应用,如重症患者、消化道疾病患者、肿瘤患者等,分析肠内营养对这些患者群体的营养支持和治疗效果。
本文还将对肠内营养的最新研究进展进行梳理,包括肠内营养制剂的改进、营养支持方式的创新以及肠内营养与肠道微生物群落的相互作用等方面。
这些研究不仅有助于提升肠内营养的临床应用效果,也为未来肠内营养的发展提供了新的思路和方向。
文章将展望肠内营养的未来发展趋势,探讨其在精准医疗、个体化治疗等方面的应用前景,以期为临床营养支持治疗提供更为科学、合理的指导方案。
二、肠内营养的历史与发展肠内营养(Enteral Nutrition, EN)作为临床营养支持的重要组成部分,其历史可以追溯到20世纪初。
早期的肠内营养主要通过管饲提供单一的营养素,如葡萄糖、蛋白质等。
然而,这种方式的营养支持效果并不理想,因为它忽略了人体对营养素的复杂需求。
随着医学和营养学的发展,肠内营养逐渐从单一的营养素转向更加均衡的配方。
20世纪中叶,肠内营养制剂开始出现,这些制剂包含了多种人体必需的营养素,如碳水化合物、脂肪、蛋白质、维生素和矿物质等。
这些制剂的出现大大提高了肠内营养的效果,使得更多的患者能够通过肠内营养得到充足的营养支持。
进入21世纪,肠内营养的研究和应用得到了更加广泛和深入的关注。
一方面,肠内营养制剂的种类不断丰富,满足了不同疾病和营养需求的患者。
益生菌的筛选鉴定及其对断奶仔猪、犊牛生长和消化道微生物的影响一、本文概述本文旨在探讨益生菌的筛选鉴定及其对断奶仔猪和犊牛生长和消化道微生物的影响。
益生菌作为一种对宿主有益的微生物,近年来在动物营养与健康领域受到广泛关注。
本文首先对益生菌的筛选鉴定方法进行概述,包括益生菌的来源、筛选原则、鉴定方法等。
随后,通过综述相关文献和实验结果,分析益生菌对断奶仔猪和犊牛生长性能的影响,并深入探讨其对消化道微生物的调节作用。
本文期望为益生菌在畜牧业中的应用提供理论依据和实践指导,以促进养殖业的可持续发展。
二、益生菌的筛选与鉴定益生菌的筛选与鉴定是本研究的关键环节,直接关系到后续动物实验的效果和准确性。
在筛选过程中,我们遵循了益生菌的安全性、有效性以及适应性的原则,确保所选益生菌既能在动物体内稳定存活,又能发挥其益生作用。
在筛选益生菌时,我们首先考虑了益生菌的来源。
为了获取高质量的益生菌,我们从多种天然环境中收集了潜在的益生菌菌株,包括土壤、植物、动物肠道等。
随后,我们对这些菌株进行了初步的筛选,通过体外试验评估了它们的耐酸性、耐胆盐性以及对病原菌的抑制能力。
只有通过了这些初步筛选的菌株,才会被考虑进入下一步的动物实验。
对于通过初步筛选的益生菌菌株,我们进行了详细的鉴定工作。
我们利用分子生物学技术,如16S rRNA基因测序,确定了菌株的种属信息。
我们对菌株的生理特性进行了深入研究,包括其生长曲线、营养需求、代谢产物等。
我们还对菌株的安全性进行了评估,确保其不会对人体或动物体造成危害。
通过严格的筛选和鉴定流程,我们最终选出了几株具有优良益生特性的益生菌菌株,为后续的动物实验提供了可靠的实验材料。
这些菌株在后续的实验中表现出了良好的生长性能和益生效果,为断奶仔猪和犊牛的生长和消化道微生物的调节发挥了重要作用。
三、益生菌对断奶仔猪生长和消化道微生物的影响断奶是仔猪生长发育过程中的一个重要阶段,然而,断奶应激往往会导致仔猪出现腹泻、生长受阻等问题。
微生物代谢产物和多样性对免疫调控的影响与机制人体内与微生物共生共存,形成了复杂的生态系统。
越来越多的研究表明,微生物代谢产物和多样性对免疫调控具有不可忽视的重要性。
在本文中,我们将探讨微生物代谢产物和多样性对免疫调控的影响及其机制。
微生物代谢产物对免疫调控的影响微生物代谢产物是微生物生长代谢过程中产生的物质。
越来越多的研究表明,微生物代谢产物可以通过多个途径调节免疫系统。
一、炎症反应抑制剂某些微生物代谢产物,如丙酮酸和丁酸,可以通过抑制促炎症细胞因子的产生来降低炎症反应。
研究表明,丙酮酸可以通过抑制炎症因子IL-1β、IL-6和TNF-α的表达来抑制炎症反应,从而抑制免疫细胞的活性。
二、调节免疫细胞功能微生物代谢产物还可以通过直接调节免疫细胞功能来影响免疫系统的调节。
一些代谢产物,如脯氨酸和Kynurenine,可以抑制T细胞的分化和活化,从而调节免疫反应。
另外,多种代谢产物如1, 25-二羟基维生素D3、齐墩果酸和微生物多糖等还可以促进抗原递呈细胞的成熟和功能。
三、改变免疫细胞的表型一些微生物代谢产物可以调节免疫细胞的表型,如抑制单核/巨噬细胞M1型功能、促进M2型功能的转化、调节分泌的细胞因子、增加免疫细胞表达的免疫调节受体等等。
微生物多样性对免疫调控的影响除了微生物代谢产物外,微生物多样性也对免疫调控具有重要作用。
近年来的研究表明,不同的微生物种类可以影响宿主免疫系统的功能。
一、保护宿主免疫系统微生物多样性与宿主免疫系统的保护作用之间存在着密切关系。
研究表明,丰富的微生物多样性可以增加免疫系统对外部病原体的抵抗能力。
不同种类的微生物可以通过调节免疫细胞的分化和功能、促进T细胞和B细胞的活化和增殖、抑制放射性卵巢炎、降低肠道肿瘤发生等多种方式来保护宿主免疫系统。
二、调控宿主免疫系统微生物多样性可以调控宿主免疫系统,包括促进和抑制宿主免疫反应。
最近的研究表明,微生物多样性与T细胞亚群分布也有关联。
微生物组与人体健康状况之间的交互作用人体是一个复杂的生态系统,与我们共同生活的微生物组也在与我们密切交互。
这些微生物可以居住在人体的不同部位,包括皮肤、口腔、肠道等。
微生物组与人体之间的相互作用对我们的健康状况起着重要的影响。
本文将探讨微生物组与人体健康状况之间的交互作用。
首先,微生物组对人体免疫系统的发育和功能起着至关重要的作用。
人体在早期的生命阶段,特别是婴儿期,免疫系统的发育主要受到微生物组的影响。
微生物组通过与人体免疫细胞互动,帮助调节免疫反应,促进免疫系统的健康发育。
研究表明,肠道微生物组的失调与免疫系统紊乱有关,可能导致自身免疫性疾病的发生。
其次,微生物组在人体消化系统中也发挥着重要的作用。
肠道微生物可以分解和吸收人体无法消化的部分食物,产生有益的代谢产物,如维生素和短链脂肪酸。
这些代谢产物不仅营养丰富,还能调节人体代谢功能,维持身体的健康状态。
此外,肠道微生物还可以帮助消化系统对抗外来致病微生物的入侵,起到保护作用。
因此,肠道微生物组的平衡对于消化系统的正常功能至关重要。
同时,微生物组还与人体心理健康之间存在一定的关联。
肠道被称为“第二个大脑”,其中的微生物参与了许多与情绪调节和认知功能相关的通讯过程。
微生物组通过与神经系统互动,产生多种神经活性物质,如谷氨酸和血清素等,直接影响人体的心理状态。
研究表明,不良的微生物组平衡可能与精神和情绪障碍的发生相关,如抑郁症和焦虑症等。
因此,维护肠道微生物组的平衡对于人体心理健康具有重要意义。
除此之外,微生物组还与一些慢性疾病的发生和发展密切相关。
肥胖、糖尿病、心血管疾病等许多疾病与肠道微生物组的失调有关。
研究发现,肥胖人群的肠道微生物组与正常体重的人存在差异,失衡的微生物组可能导致能量代谢异常和慢性低炎症的产生。
此外,久坐、高盐饮食和抗生素滥用等不良生活习惯也都会对肠道微生物组产生负面影响,增加慢性疾病的风险。
综上所述,微生物组与人体健康状况之间的交互作用是一个复杂而精细的平衡过程。
现代消化及介入诊疗 2020年第25卷第7期ModernDigestion&Intervention2020牞Vol.25牞No.7967 ·综述·肠漏综合征的测量方法及其临床意义王梓婷1,李丙生2,许岸高2 【提要】 健康人的肠道中存在大量的微生物,它们不仅能参与人体的消化功能,还与其他系统有着密切的联系。
但同时,丰富的肠道的细菌也可能是引起感染的原因。
而肠道具有屏障功能,能够帮助机体抵御微生物的入侵。
当肠道屏障受到破坏,微生物、毒素和食物小分子等会渗透到血液,引起全身慢性炎症反应,这就是“肠漏综合征”。
关于肠漏的测量方法,目前有侵入性及非侵入性的方法,前者多为获取屏障组分完整性的病理证据,后者更适合于进行广泛筛查。
已有多项有关研究表明,神经系统退行性疾病、肝脏疾病、代谢性疾病、风湿性疾病等多个系统的疾病与肠道的菌群平衡状态和屏障功能完整性改变有关,所以肠道与其他系统的关系也值得进一步探索。
对于肠漏的测量方法,其与疾病的关系,其对机体各个系统疾病的临床意义也需要不断研究。
本文就肠漏的测量方法及其对各系统疾病的临床意义做一综述。
【关键词】 肠道菌群;肠道渗透性;肠漏综合征中图分类号:R574 文献标志码:A DOI:10.3969/j.issn.1672-2159.2020.07.033作者单位:1524023广东医科大学研究生院;2516003广东省惠州市医学研究所,广东省惠州市第一人民医院消化内科通信作者:许岸高,E mail:297277199@qq.com基金项目:广东省自筹经费类科技计划项目(2017ZC0476) 良好的肠道屏障作用,可以抵御肠道有害细菌、病毒以及一些有害物质进入血液,从而保障人体的健康。
当存在急性应激、慢性压力、不健康饮食、慢性便秘、服用抗生素以及其他有害因素时,肠道微生物的平衡就受到破坏,肠道屏障受损,肠道通透性增加,导致有害的细菌及其毒素、病毒、食物分子微粒等持续进入血液系统,引起免疫应激和发生慢性炎症反应,这种状态被称为“肠漏综合征”(leakygutsynsdrome,LGS)[1]。
肠道微生物与免疫的研究进展康永波;孔祥阳;张晓芳;郭丽琼;苏君鸿【期刊名称】《浙江大学学报(农业与生命科学版)》【年(卷),期】2016(042)003【摘要】对于人体,肠道是最大的免疫器官,它由造血细胞(巨噬细胞、树突细胞和T 细胞)和非造血细胞(上皮细胞、帕内特细胞和杯状细胞)组成。
同时在它里面寄居着上亿万的微生物,这些微生物群与宿主免疫系统共同维持内环境的稳态。
肠道微生物对炎性反应(包括自身免疫疾病、过敏症等)的发展有着重要的影响。
现在人们正在进行肠道微生物对不同类型免疫反应的影响机制的研究,肠道微生物对宿主免疫系统的成熟有直接的影响,它对免疫球蛋白A(immunoglobulin A,IgA)的诱导、CD4+T细胞包括Th1、Th17和调节性T细胞(CD4+、CD25+、Foxp3+)的调节以及抗菌肽(antimicrobial peptides,AMPs)的表达有重要作用,菌群产生的许多分子可能影响这些免疫反应。
同时,大量的基础和临床研究已经证明调控肠道微生物是一种高效治疗和控制疾病的方法,如果这些机制被完全弄清楚,就可以通过益生菌/益生元来调控肠道微生物而达到治疗疾病的目的。
为此,本研究前沿性地综述了肠道共生微生物与免疫系统的相互作用以及与人类健康的密切关系。
【总页数】7页(P282-288)【作者】康永波;孔祥阳;张晓芳;郭丽琼;苏君鸿【作者单位】昆明理工大学医学院疾病与药物遗传实验室,昆明 650500;昆明理工大学医学院疾病与药物遗传实验室,昆明 650500;昆明理工大学医学院疾病与药物遗传实验室,昆明 650500;昆明理工大学医学院疾病与药物遗传实验室,昆明 650500;昆明理工大学医学院疾病与药物遗传实验室,昆明 650500【正文语种】中文【中图分类】Q939.93【相关文献】1.肠道微生物与免疫检查点阻断剂相互作用机制的研究进展 [J], 陈星星; 仓顺东2.肠道微生物与肺癌免疫治疗相关性的研究进展 [J], 李文娟;刘虎3.肠道微生物及代谢产物对动物肠道免疫的研究进展 [J], 钟奇祺;张海波;幸清凤;关玮琨;廖晓鹏;黎力之;郭冬生4.肠道微生物与2型糖尿病免疫相关性的研究进展 [J], 李金燕;杨帆5.肠道微生物对疫苗免疫效果影响的研究进展 [J], 陈斯谦;吴边;柳陈坚;李晓然因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
益生菌的免疫调节作用及其在肠道疾病治疗中应用的研究进展郭晓敏;杨桂连;王春凤【摘要】益生菌通过肠道上皮细胞对机体的特异性免疫和非特异性免疫进行调节,通过调节肠道菌群、稳定肠道屏障和调节细胞因子等方式治疗肠道疾病.本文作者就益生菌的免疫调节效应及其对肠道疾病的治疗作用进行综述,为益生菌的进一步研究以及开发应用提供参考.【期刊名称】《吉林大学学报(医学版)》【年(卷),期】2013(039)004【总页数】4页(P859-862)【关键词】益生菌;免疫调节作用;肠道疾病;特异性免疫;非特异性免疫【作者】郭晓敏;杨桂连;王春凤【作者单位】吉林农业大学动物科学技术学院动物微生态研究室,吉林长春130118;吉林农业大学动物科学技术学院动物微生态研究室,吉林长春130118;吉林农业大学动物科学技术学院动物微生态研究室,吉林长春130118【正文语种】中文【中图分类】Q939.91肠道是机体最大的免疫器官,而肠黏膜是执行局部特异性免疫反应的场所,其免疫基础是肠道相关淋巴组织(gut associated lymphoid tissue,GALT),GALT 是黏膜免疫反应主要的诱导和效应部位[1]。
研究[2]发现:摄入细菌能帮助免疫系统特别是GALT成熟;而摄入非致病性细菌能帮助GALT成熟并减少感染的几率。
益生菌是机体肠道共生菌群的重要组成部分[3],对机体无致病性,根据联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)在2001年给出的定义:益生菌是活的微生物,当机体摄入足够量时,可对机体产生有益作用[4]。
益生菌可以调节宿主肠道内菌群平衡;作用于肠道,刺激机体特异性或非特异性免疫[5];通过分泌不同的细胞因子,达到调节机体免疫系统的目的[6];益生菌对治疗肠道疾病也发挥有益作用。
本文作者将益生菌的免疫调节作用及在治疗肠道疾病中的应用进展综述如下。
1 益生菌的免疫调节作用免疫是指机体免疫系统识别自己与异己物质,并通过免疫应答排除抗原性异物,以维持机体生理平衡的功能。
浅谈嗜酸乳杆菌及其应用周杨(四川农业大学食品质量与安全2007级02班)摘要:嗜酸乳杆菌是最重要的益生菌之一,广泛分布在人和动物的消化道、阴道以及乳制品和发酵的动植物制品中,是人体肠道中的重要微生物。
本文将从嗜酸乳杆菌的研究历史、形态学特征、生理生化特征、生态特征、培养分离鉴定方法、对人体的健康作用及在医学和食品方面的应用等作简要综述。
关键词:嗜酸乳杆菌; 特征;作用; 应用A rief discussion on Lactobacillus acidophilus and its applicationsZHOU Yang(Sichuan Agricultural University, Food Quality and Safety speciality,Grade2007 classe two) Abstract:As one of the most important probiotics, Lactobacillus acidophilus, widely distributed in human and animal digestive tract,vagina, as well as dairy products and fermented products in plants and animals,is an important human gut microbes. This paper will have a brief overview about the investigative history of Lactobacillus acidophilus, morphological characteristics,physiological and biochemical characteristics, ecological characteristics, culture isolation and identification methods, health effects on the human body ,as well as the application in medicine and food ,etc.Key words:Lactobacillus acidophilus;characteristic; function;applications 嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)属于乳杆菌属,为革兰阳性无芽胞杆菌。
!N"!肠道菌群与慢性乙型肝炎发生发展及预后的关系郭紫薇1,2,张嘉鑫1,李 硕1,2,李晓斌1,2,朱 顺1,2,靳 茜1,2,李小科1,叶永安11北京中医药大学东直门医院脾胃病科,北京100700;2北京中医药大学第一临床医学院,北京100029摘要:肠道菌群与慢性乙型肝炎(CHB)存在密切关系。
近年研究表明,肠道菌群的失调与CHB病情的发生、发展及预后有关,且随着疾病的进展,肠道菌群环境也可能发生变化,二者相互影响,相互作用。
本文综述了肠道菌群影响CHB及其相关肝病的病情发展和菌群的调节在CHB及其相关肝病诊治中的作用,以期为CHB的临床治疗提供新思路。
关键词:乙型肝炎,慢性;肝硬化;胃肠道微生物组;粪菌移植基金项目:国家科技重大专项“十三五”课题(2018ZX10725505);国家自然科学基金青年科学基金项目(81804033)ResearchadvancesinintestinalfloraandthedevelopmentandprognosisofchronichepatitisBGUOZiwei1,2,ZHANGJiaxin1,LIShuo1,2,LIXiaobin1,2,ZHUShun1,2,JINQian1,2,LIXiaoke1,YEYongan1.(1.DepartmentofGastroenterologyandHepatology,DongzhimenHospital,BeijingUniversityofChineseMedicine,Beijing100700,China;2.TheFirstClinicalMedicalCollegeofBeijingUniversityofChineseMedicine,Beijing100029,China)Correspondingauthors:YEYongan,yeyongan@vip.163.com(ORCID:0000-0001-9765-4665);LIXiaoke,lixiaoke@vip.163.com(ORCID:0000-0002-1775-3063)Abstract:IntestinalfloraiscloselyassociatedwithchronichepatitisB(CHB).Recentstudieshaveshownthattheimbalanceofintestinalfloraisassociatedwiththedevelopment,progression,andprognosisofCHB,andtheenvironmentofintestinalfloramayalsochangewithdiseaseprogression,suggestingthatintestinalfloraandCHBinteractwitheachother.ThisarticlereviewstheinfluenceofintestinalfloraontheprogressionofCHBandrelatedliverdiseasesandtheroleofintestinalfloraregulationinthediagnosisandtreatmentofCHBandrelatedliverdiseases,inordertoprovidenewideasfortheclinicaltreatmentofCHB.Keywords:HepatitisB,Chronic;LiverCirrhosis;GastrointestinalMicrobiome;FecalMicrobiotaTransplantationResearchfunding:NationalScienceandTechnologyMajorProject“13thFive-Year”(2018ZX10725505);NationalNaturalScienceFoundationofChinaYouthScienceFundProject(81804033)DOI:10.3969/j.issn.1001-5256.2022.05.034收稿日期:2021-09-19;录用日期:2021-10-22通信作者:叶永安,yeyongan@vip.163.com;李小科,lixiaoke@vip.163.com 慢性乙型肝炎(CHB)是一个重要的全球健康问题,缺乏治愈手段,现有标准治疗的效果不理想[1-2]。
肠道炎症与肠道微生物的相互作用肠道是我们消化系统中最重要的一部分,它不仅参与食物的消化吸收,还承载着大量微生物群落,对于人体健康起着至关重要的作用。
最近的研究显示,肠道炎症与肠道微生物之间存在密切的相互作用。
本文将探讨这种相互作用对人体健康的影响,并介绍一些调节肠道微生物平衡以减轻肠道炎症的方法。
1. 肠道炎症及其发展机制在人体消化系统中,肠道是最容易受到损伤和感染的部位之一。
当我们身体受到外界环境或内部因素的刺激时,如感染、不良饮食习惯等,就会引发肠道炎症。
常见的肠道炎症包括克罗恩病、溃疡性结肠炎等。
肠道炎症发展过程主要包括:免疫细胞受活化、渗透压失衡和黏附功能破坏。
首先,当外界刺激到达肠道时,免疫细胞会被活化,并释放炎性介质,导致肠道组织产生炎症反应。
其次,渗透压失衡使得肠道内的电解质和水分无法正常吸收,进一步加剧了炎症反应。
最后,黏附功能的破坏导致肠道上皮屏障受损,细菌及其毒素等有害物质易于通过肠壁进入血液循环系统,引起全身免疫反应。
2. 肠道微生物与肠道炎症肠道微生物群落是指寄居在我们消化系统中的各种细菌、真菌和其他微生物。
这些微生物对人体健康至关重要,在食物消化、维持免疫平衡等方面发挥作用。
然而,当肠道微生物群落失去平衡时,容易导致肠道炎症。
多项最新的科学调查结果显示,正常情况下,在健康人的肠道中存在着丰富的益生菌和非致病菌,这些菌种对维持肠道健康和免疫平衡起到关键作用。
然而,当有害细菌或外来致病菌侵入肠道时,它们会与正常微生物产生竞争,并释放毒素和其他有害物质,导致肠道炎症。
此外,现代人的不良生活习惯也可能导致肠道微生物失去平衡,进一步加剧肠道炎症的发展。
过度依赖高脂高盐食品、长期使用抗生素以及焦虑压力过大等因素都会影响到肠道微生物群落的结构和功能。
3. 调节肠道微生物平衡以减轻肠道炎症针对肠道炎症与微生物之间的相互作用,我们可以采取一些措施来调节并恢复肠道微生物平衡,从而减轻肠道炎症的程度。
布拉氏酵母菌防治儿童抗生素相关性腹泻的研究进展作者:向金波罗军胡小燕竺琴来源:《中国药房》2021年第08期中图分类号 R985;R4242.2 文献标志码 A 文章编号 1001-0408(2021)08-1020-05DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2021.08.21摘要目的:探讨布拉氏酵母菌防治儿童抗生素相关性腹泻的研究进展。
方法:查询相关文献,对布拉氏酵母菌的生物学和药动学特征,防治儿童抗生素相关性腹泻的作用机制、疗效和安全性的研究进展进行综述。
结果与结论:布拉氏酵母菌具有对抗生素天然耐药和高度稳定性的生物学特性;其在体内能顺利到达肠道,可维持益生菌活性,且不在肠道中持续定植。
布拉氏酵母菌的作用机制尚不完全清楚,但其对肠道病原微生物的抑制作用及对肠黏膜的直接作用可能是其潜在作用机制。
现有证据均表明了布拉氏酵母菌预防及治疗儿童抗生素相关性腹泻的有效性及安全性,但有关该菌引起的不良反应仍应引起临床重视。
目前关于布拉氏酵母菌的用药方案尚缺乏相关指南及专家共识的指导,有待于在后期研究中不断完善。
关键词布拉氏酵母菌;益生菌;儿童;抗生素相关性腹泻;生物学特征;药动学特征;作用机制;疗效;不良反应随着抗生素在儿童感染性疾病中的广泛使用,抗生素相关性腹泻(Antibiotic-associated diarrhea,AAD)已成为儿科临床的常见并发症,是儿童药源性腹泻的常见类型[1-3]。
据估计,在接受广谱抗生素治疗的过程中,约有11%~40%的儿童会出现AAD[4-5]。
抗生素的使用可能会造成大量肠道病原菌快速增殖,进而导致其肠道菌群失调[5-7]。
因此,引入外源性益生菌,使用益生菌制剂成为临床防治儿童AAD的重要策略之一[2,7-15]。
世界胃肠组织的《益生菌全球共识》推荐将布拉氏酵母菌(Saccharomyces boulardii)作为防治儿童AAD的益生菌之一[16]。
综述微生物和肠上皮细胞的相互作用本文由Queena编译,董小橙、江舜尧编辑。
原创微文,欢迎转载。
导读胃肠道(GI)能够耐受肠腔中的共生微生物群,对微生物代谢物不产生反应,仍能保护肠粘膜免受潜在有害的饮食抗原和入侵病原体的侵害。
本文聚焦于微生物和肠上皮细胞(IEC)相互作用的最新发现,以及不同IEC类型促进体内平衡的免疫机制,强调了这些细胞在宿主肠道防御中发挥的中心和积极作用。
论文ID原名:The Intestinal Epithelium: Central Coordinator of Mucosal Immunity-Special Focus Issue: Systemic Influences of the Microbiota译名:肠上皮:粘膜免疫的中心协调员- 特别关注:微生物群的系统性影响期刊:Trends in ImmunologyIF:14.188发表时间:2018年通信作者:Bruce A. Vallance通信作者单位:University of British Columbia综述内容1、微生物组和上皮细胞功能:相互关联的影响1.1 IEC稳态:肠道微生物和先天信号自从对无菌小鼠进行首次研究以来,微生物在促进正常肠道结构和功能方面发挥了重要作用。
无菌小鼠的肠粘膜非常薄,IEC增殖减少,并且粘蛋白和其他IEC衍生介质的产生受损。
保护性粘蛋白层变薄导致无菌小鼠对葡聚糖硫酸钠(DSS)的直接毒性作用高度敏感,提示肠道微生物在促进肠道组织防御和修复中的重要性。
2004年,一项开创性的研究表明,先天免疫系统识别肠道微生物,可以通过增加IEC增殖和修复保护结肠免受DSS诱导的损伤。
由于TLR信号传导的促炎作用,最初的实验设想是在T oll样受体2缺陷型(Tlr2-/-)小鼠和Tlr4-/-小鼠,以及MyD88缺陷小鼠上(大多数TLR信号传导以及IL-1/18信号传导需要MyD88),DSS诱导的结肠炎严重程度会降低。
相反,这些小鼠的组织损伤和粘膜溃疡更加严重,原因不是因为炎症响应发生了改变,而是因为IEC增殖、存活和屏障功能受损,这些具有保护功能的反应也依赖于TLR对共生菌的识别。
并且,机制研究表明,通过维持IECs中连接蛋白的正常分布,保持上皮屏障功能需要共生-TLR相互作用。
此外,感染性结肠炎模型证实了MyD88/TLR信号传导在促进粘膜修复和屏障功能中的重要性。
1.2 微生物代谢产物控制上皮功能人体肠道内约有100万亿个细菌,其中大部分存在于结肠内。
这些共生细菌形成复杂的营养网,不仅支持其自身的存活,还塑造了GI 系统的生理环境和免疫应答。
肠道微生物群代谢产生多种化合物,这些代谢物对IEC具有直接影响。
如梭菌簇IV和IXa,Faecalibacterium prausnitzii和Bacteroides thetaiotaomicron等厌氧菌通过发酵膳食纤维,在结肠腔内产生丁酸盐(原文图2A)。
肠腔丁酸主要由位于隐窝顶部的结肠细胞消耗。
Kaiko及其同事最近的研究表明,肠道隐窝的独特结构可以保护位于隐窝基部的干细胞免受这种代谢产物的影响。
隐窝结构的破坏/损伤(如在DSS结肠炎中发生的)使干细胞暴露于较高的丁酸盐水平,这反过来又通过抑制组蛋白脱乙酰酶(HDAC)酶并诱导转录因子FoxO3来抑制干细胞的增殖能力。
微生物衍生的乳酸可有效诱导小鼠结肠过度增殖,并且似乎在急性饥饿期后最明显。
乳酸是小肠干细胞维持其增殖和分化能力的重要能量来源。
乳酸的重要来源可能是邻近的Paneth细胞,paneth细胞也可产生重要信号以维持Lgr5+干细胞(原文图2D)。
然而,仍需要体内的书记验证这些结果。
乙酸盐是一种由双歧杆菌产生的SCFA,可以影响悉生啮齿动物模型中的杯状细胞分化。
乙酸盐分泌型微生物以及乙酸盐均可增加杯状细胞分泌粘蛋白,并且可以促进唾液酸对粘蛋白聚糖的末端装饰,而乙酸盐消耗型细菌(如Fecalibacterium)抵消了上述的功能。
缺乏这些细菌代谢物的无菌小鼠的Muc2 O-聚糖较短,这与IECs相关的糖基转移酶表达降低有关。
这些研究表明,肠道环境中的细菌代谢物对维持正常的IEC生理学非常重要。
微生物群和IEC之间的相互作用是预防IEC功能障碍的一种方法,最近的研究表明,这种互作的破坏导致常驻微生物种群的异常变化,称为“生态失调”。
图2.微生物群产生的短链脂肪酸(SCFA)决定肠上皮细胞稳态。
(A)在结肠稳态期间形成丁酸盐和氧气梯度。
(B)在体内平衡期间顶端结肠上皮细胞的代谢。
(C)在生态失调期间顶端结肠上皮细胞的代谢。
(D)Paneth和干细胞之间的代谢互作。
1.3 上皮功能障碍和微生物失调有大量证据表明,肠道微生物群与结肠细胞的协同作用可预防肠道微生物的失调。
共生梭菌的丁酸盐,通过转运载体MCT1和和SMCT1,从结肠细胞的顶端膜流入,随后通过β-氧化和三羧酸循环途径代谢。
结肠细胞通过这个过程限制了氧气的浓度,有利于产生丁酸盐的专性厌氧菌,而不是兼性厌氧菌,如大肠杆菌,大肠杆菌是肠道生态失调的标志物[原文图2B]。
通过PPAR-γ,IEC信号传导加强了β-氧化。
从机制上讲,PPAR-γ的激活可直接介导NF-κB亚基RelA的核转运,从而减弱NF-κB的促炎作用。
PPAR-γ的激活抑制了NOS2酶(硝酸盐合成中的关键酶),并且通过诱导IL-10RA和抑制claudin-2来增强上皮屏障功能。
1.4 IEC功能和定殖抗性正常肠道菌群可防止外来微生物的侵入。
子1950年,对微生物群介导的保护机制,又称为“定植抗性”,以及特定微生物成员对这一关键防御机制的影响的研究取得重大进展。
宿主出生后不久就出现了定植抗性,此时的微生物(许多是兼性厌氧菌)从母亲及其周围环境转移到新生儿。
随着婴儿饮食从母乳变为固体饮食,肠道微生物群的构成随之变化,并在随后几年趋于稳定并抵抗机体内的变化,例如限制了包括病原体在内的新的微生物定殖。
因此,入侵的微生物必须竞争有限的空间和营养物质,以抵抗根深蒂固的微生物群-宿主共生关系,以及抵抗由一些常驻肠道微生物产生的抗微生物分子。
例如,在人类粪便中发现的Bacteroides thuringiensis细菌产生的窄谱细菌素对医院内的病原体艰难梭菌具有很强的作用。
这种名为thucin CD的细菌素是一种双组分抗菌剂,可协同作用破坏其靶细胞膜。
因此,病原体在抵抗寄主的共生微生物群时必须面对极其敌对的环境。
2 TLR:上皮感应和对肠道微生物的反应肠上皮位于腔内微生物群与潜在免疫系统之间的界面。
无论在稳态和病理条件下,肠上皮在识别微生物上起着至关重要的作用。
IEC表达各种先天受体,可检测微生物和内源性危险信号,包括TLR。
已知肠细胞表达TLR2,TLR3,TLR4,TLR5和TLR9。
IEC的极化性质促进TLR不同的空间分布,大多数的TLR位于基底外侧膜,而TLR2和TLR9同时也在顶端表面表达。
一旦在基底外侧膜处被激活,TLR信号传导启动NF-κB核转位中的信号级联,引起细胞因子和趋化因子的表达和分泌,包括TNF-α,IL-6,IL-8,IL-18和CCL20,这些免疫因子发出信号并致敏潜在的免疫细胞。
TLR激活也会诱导其他抗菌因子,包括b-防御素和iNOS。
相比之下,TLR9在顶端激活后,通过稳定IkB引起免疫抑制作用,证明了IEC利用相同受体但在不同时空上,差异性地响应与微生物的信号。
在小肠中,Paneth细胞在稳态条件下以TLR/MyD88依赖性的方式分泌抗微生物肽RegIII-b,RegIII-g和α-防御素。
在结肠中,“哨兵”杯状细胞的复合粘蛋白颗粒的胞吐作用需要TLR/MyD88信号传导。
3 微生物-上皮相互作用3.1 肠内分泌细胞与肠道微生物群之间的相互作用许多研究都集中在肠道微生物与肠细胞/结肠细胞之间的互作,但最近的研究表明,微生物也与其他IEC类型如肠内分泌细胞进行“对话”。
Yano及其同事证明肠道微生物群的部分组成,特别是梭菌属,可以刺激结肠肠嗜铬细胞增加神经递质5-HT的产生。
相应地,无菌小鼠的结肠和血液中的5-HT水平非常低,而用梭菌或人类粪便移殖的动物的5-HT水平适度提高,肠道蠕动正常。
虽然梭菌属调节肠嗜铬细胞功能的机制尚未完全阐明,但体外实验已发现胆汁酸,例如脱氧胆酸盐和细菌衍生的代谢物(乙酸盐,丁酸盐),但不是细菌LPS,可以增强表达产生5-HT的酶Tph1。
在肠道感染时,有限的研究表明,5-HT的产生可以帮助防止微生物(鼠伤寒沙门氏菌)和蠕虫(Trichuris muris)病原体的侵入,其可能的机制是通过调节肠细胞功能(如抗菌肽分泌和IL-13受体a1信号传导)。
最近的研究表明,L细胞是另一种肠内分泌细胞,在小鼠肠道损伤或化学诱导的结肠炎,且暴露于细菌LPS时,可以以TLR4依赖性方式分泌胰高血糖素样肽(GLP)1。
虽然GLP-1对肠屏障功能的作用需要进一步探讨,但另一研究表明,L细胞分泌的GLP-2的同源受体GLP-2R的激活可以维持上皮屏障以及功能。
3.2 Paneth Cells的功能及其对微生物群的影响存在于小肠中的Paneth细胞因为分泌抗菌肽和酶,如α-防御素,RegIIIg,sPLA2和溶菌酶而受到最多关注。
这些抗微生物剂在基线水平上的释放促进肠腔内的正常的微生物组成。
因为最近的研究发现,克罗恩病(CD)患者中的Paneth细胞结构和功能异常与回肠内微生物生态失调相关。
在这方面,几种IBD相关基因(如NOD2,XBP1,ATG16L1和IRGM)的单核苷酸多态性(SNP)与IBD患者的Paneth 细胞功能障碍有关。
有趣的是,具有相关ATG16L1多态性的CD患者(静息疾病状态)的活组织检查显示,致病微生物,即粘附侵袭性大肠杆菌(AIEC)在结肠的定植率增加,表明自噬缺陷(可能在Paneth细胞内)可能会增加CD患者对特定微生物(如AIEC)定植或感染的易感性。
3.3 杯状细胞介质:抵抗微生物的关键参与者肠道杯状细胞以其产生和分泌的糖基化粘蛋白Muc2而闻名,Muc2在肠上皮上形成保护性粘液屏障。
研究表明,Muc2在清除细菌病原体(包括啮齿类粘菌和鼠伤寒沙门氏菌)中起着重要作用,使其远离粘膜表面,从而降低整体的组织损伤和死亡率。
这种活跃的杯状细胞保护作用的确切机制仍在研究中; 然而,研究表明,暴露于细菌产物或细胞因子如IL-22和IFN-γ的杯状细胞会出现Muc2的胞吐作用。
除了Muc2,杯状细胞还可以分泌其他几种因子,包括TFF3和促炎性抵抗素样分子(RELM)β(基因:Retnlb)。
Tff3被认为是组织保护因子,通过抑制细胞凋亡以及帮助细胞迁移和血管生成来促进上皮恢复和粘膜修复。