PNAS：影响肠道微生物群健康和对细菌感染反应的蛋白质

来源：作者：人气：-发表时间：2024-07-31 12:40:00【大中小】

摘要：根据发表在PNAS上的一篇文章，不产生白细胞介素22结合蛋白(IL-22BP)的小鼠具有更强的防御能力。

发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上的一项研究表明，一种名为IL-22BP的特定蛋白质的存在如何影响肠道微生物群的组成和身体对细菌感染的反应。

“我们发现，不产生这种蛋白质的小鼠更能抵御艰难梭状芽孢杆菌和啮齿柠檬酸杆菌等细菌的肠道感染，”该文章的合著者Marco aur lio Ramirez Vinolo告诉记者。他是巴西坎皮纳斯州立大学生物研究所(IB-UNICAMP)的教授，也是其免疫炎症实验室的负责人。

图1 IL-22结合蛋白的缺乏增强了肠道微生物群抵御肠道病原体的能力

IL-22BP(白细胞介素22结合蛋白)减少了IL-22的可用量，IL-22是免疫系统细胞产生的一种蛋白质，有助于维持肠道屏障，增强肠道内膜细胞，并参与抗菌物质的产生。

“我们对这一发现的解释是，白细胞介素22在没有IL-22BP的情况下更有效，甚至在感染开始之前就加强肠道防御，”Vinolo说，他接受了FAPESP的资助，研究炎症期间肠道微生物群的分子机制。

在PNAS的文章中，研究人员报告说，没有IL-22BP的小鼠有不同的肠道细菌，当这些细菌转移到正常产生IL-22BP的小鼠时，它们仍然免受感染，这表明缺乏结合蛋白导致肠道微生物群的有益调节。

“这种对感染的抵抗力与短链脂肪酸的产生增加有关，短链脂肪酸是由肠道细菌发酵食物纤维释放的，对肠道健康有有益的影响，包括促进抗炎环境和加强肠道屏障，”该文章的第一作者、美国华盛顿大学医学院(WUSM)的博士后jos Luís Fachi说。

Fachi博士在研究肠道细菌与艰难梭菌定植之间的相互作用时得到了FAPESP的支持，艰难梭菌是一种对几种抗菌剂具有耐药性的芽孢杆菌，是医院获得性感染的常见原因。短链脂肪酸是由食物纤维发酵过程中细菌代谢产生的，可以保护肠道免受艰难梭菌等感染。

Fachi博士论文导师Vinolo说，缺乏IL-22BP会改变肠道微生物群的组成和功能，从而对微生物有益。他说:“这突出了肠道微生物群在调节生物体反应中的作用，并指出了通过抑制IL-22BP来减轻或预防肠道感染的可能性。”

下一个步骤

未来的研究现在可以设计成更深入地了解这一发现，并利用它来开发治疗方法。“关键的下一步是在动物模型中研究IL-22BP抑制剂的功效，并可能在临床试验中治疗严重的肠道感染，”另一种可能性是探索不同种类和数量的食物纤维如何影响短链脂肪酸的产生。“在缺乏IL-22BP的情况下，肠道微生物群的组成可以提供有价值的信息。”

肠道菌群调节可能有利于其他肠道炎症，如克罗恩病和溃疡性结肠炎，以及由其他病原体引起的感染。

“找出IL-22在缺乏IL-22BP的情况下如何与其他分子和免疫系统细胞相互作用，将有助于我们更好地了解其在肠道免疫中的功能。未来的研究可能会改变我们对这些蛋白质在肠道健康中的作用的理解，并导致开发新的治疗策略来预防和治疗肠道感染，”Vinolo说。

这项研究涉及IB-UNICAMP遗传、进化、微生物学和免疫学部门以及WUSM病理和免疫学部门的研究人员

参考资料

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