摘要:大量的基础研究发现,Akk菌有非常多的潜能。例如,我们就报道过燃脂、改善代谢、改善认知、调节免疫、提升抗肿瘤免疫,甚至还能转化血型、改善高度近视和增强后代神经发生。
*仅供医学专业人士阅读参考
俗话说,人无完人。
现实中,菌无完菌。
作为明星益生菌,嗜黏蛋白阿克曼菌(Akk)近年来红得发紫。
大量的基础研究发现,Akk菌有非常多的潜能。例如,我们就报道过燃脂、改善代谢、改善认知、调节免疫、提升抗肿瘤免疫,甚至还能转化血型、改善高度近视和增强后代神经发生。
然而,当我们在为Akk菌的近乎全能感到惊喜的同时,也别忘记问一句,它会不会带来风险。
近日,由清华大学郭晓欢和王文彦领衔的研究团队,在著名期刊Nature Microbiology上发表一篇重要研究论文[1],让我们看到了Akk菌之暗面。
他们基于小鼠肠道感染模型发现,第3群先天性淋巴细胞(ILC3s)可以通过IL-22抑制肠道上皮细胞半乳糖基化水平,减少Akk菌的能量来源、控制Akk菌的水平,进而抑制肠道病原菌的定植。
在ILC3s缺失的情况下,肠道细胞半乳糖基化水平会增加,Akk菌会过度增殖,产生的琥珀酸会上调病原菌毒力因子的表达,增强病原菌定植能力,加剧宿主感染。值得注意的是,让小鼠口服Akk菌也会产生类似的效果。
这项研究不仅让我们对肠道免疫调控有了新认知,还为抗感染治疗提供了新视角,也提出了使用Akk需要注意的安全性问题。清华大学王文彦和李娜是论文的共同第一作者。
论文首页截图
大约10年前,郭晓欢就发现,ILC3s能以微生物群依赖的方式控制啮齿类柠檬酸杆菌(Citrobacter rodentium)在肠道中的定植[2]。
只不过,在当时他还不知道ILC3s如何调控肠道微生物,也不知道受ILC3s影响的微生物又是如何影响病原菌定植的。而这个研究,正是为了解决上述问题。
在这次的实验中,他们还是选择了啮齿类柠檬酸杆菌,因为它可以模拟人肠病原性大肠埃希杆菌(EPEC)和肠出血性大肠埃希杆菌(EHEC),导致小鼠出现严重腹泻,是常用的病原体感染模式菌。
通过构建ILC3s缺失小鼠模型,郭晓欢团队发现ILC3确实是控制啮齿类柠檬酸杆菌早期定植和系统性传播的必要条件。在分析结肠黏膜细菌组成之后,他们发现Akk菌在ILC3s缺失小鼠体内的水平比对照组更高。
Akk菌拔得头筹
这一差异让研究人员感到意外,因为Akk的“菌设”应该是益生菌。
这也让郭晓欢团队将Akk作为重点关注对象。他们先让饲养在无特定病原体(SPF)设施中的野生型(WT)小鼠感染啮齿类柠檬酸杆菌,然后再让这些小鼠口服Akk。
与没有口服Akk的小鼠相比,口服Akk的小鼠肠道中Akk定植增加,粪便中啮齿类柠檬酸杆菌的负荷增加,血液中啮齿类柠檬酸杆菌水平增加,并导致结肠发生严重病理变化。
不难看出,Akk菌确实可以促进啮齿类柠檬酸杆菌在肠道的定植,以及加重感染。
口服Akk就可以促进病原菌的增殖
至于背后的分子机制,郭晓欢团队的研究结果显示,ILC3s产生的IL-22会抑制肠道细胞的半乳糖基化水平,减少了Akk菌的碳源和能量来源,限制了Akk菌的增殖。
而在ILC3s缺失的情况下,肠道细胞半乳糖基化水平会增加,进而导致Akk菌过度增殖(口服补充也会提升Akk水平),Akk菌的代谢产物琥珀酸会提升啮齿类柠檬酸杆菌毒力因子编码基因tir和ler的表达水平,促进啮齿类柠檬酸杆菌的定植和系统性感染。
机制示意图
值得注意的是,郭晓欢团队还发现,体外琥珀酸处理也会增强感染人的病原菌EPEC和EHEC的毒力因子表达。让小鼠口服琥珀酸,也可增加粪便中EHEC的负担和EHEC在全身扩散。
这个结果说明,感染小鼠的病原菌和人类致病菌之间存在一致的调控机制。
总的来说,郭晓欢/王文彦团队这项研究成果,破解了ILC3s通过共生肠菌控制病原菌定植的机制,也让我们见识到了热门益生菌Akk菌的潜在健康风险。
因此,我们也在这里提醒广大服用益生菌的读者朋友:补充益生菌,需谨慎。
参考文献:
[1].Wang W, Li N, Xu H, et al. ILC3s regulate the gut microbiota via host intestinal galactosylation to limit pathogen infection in mice. Nat Microbiol. Published online February 17, 2025. doi:10.1038/s41564-025-01933-9
[2].Guo X, Liang Y, Zhang Y, Lasorella A, Kee BL, Fu YX. Innate Lymphoid Cells Control Early Colonization Resistance against Intestinal Pathogens through ID2-Dependent Regulation of the Microbiota. Immunity. 2015;42(4):731-743. doi:10.1016/j.immuni.2015.03.012
本文作者丨BioTalker
来源:奇点网