腸黏膜屏障在抵御外來(lái)病原微生物和毒素入侵機(jī)體時(shí)起著重要作用，其在正常狀態(tài)下可保證機(jī)體處于健康狀態(tài)。但腸黏膜屏障如果遭到破壞，腸道中的致病微生物和其產(chǎn)生的毒素會(huì)通過(guò)腸黏膜屏障入侵機(jī)體，導(dǎo)致腸通透性增加、促炎因子含量升高和腸道菌群紊亂等，從而進(jìn)一步引起機(jī)體腹瀉，甚至發(fā)展為潰瘍性結(jié)腸炎(Ulcerative colitis，UC)。最新研究表明抗菌肽(Antimicrobial peptides，AMP)除了具有廣譜抗菌、抗炎和免疫調(diào)節(jié)外，還具有腸黏膜屏障護(hù)保功能。但是抗菌肽在實(shí)際應(yīng)用中存在成本高以及給藥方式局限等困難，利用乳酸菌作為外源蛋白的遞呈載體表達(dá)抗菌肽可以避免上述問(wèn)題。

近期發(fā)表于《Applied Microbiology and Biotechnology》雜志上的研究論文報(bào)道了利用乳酸菌表達(dá)乳鐵蛋白肽對(duì)DSS誘導(dǎo)的小鼠潰瘍性結(jié)腸炎的緩解作用進(jìn)行了系統(tǒng)研究，并取得重要成果。作者構(gòu)建了表達(dá)乳鐵蛋白肽的重組乳酸菌并檢測(cè)了該重組菌在小鼠腸道內(nèi)的定植能力，發(fā)現(xiàn)重組菌可以在小鼠的空腸、回腸和結(jié)腸定植，尤其是在結(jié)腸的定植能力更強(qiáng)，并且在結(jié)腸粘膜內(nèi)檢測(cè)到了乳鐵蛋白肽。同時(shí)檢測(cè)了重組菌對(duì)葡聚糖硫酸鈉(Dextran sulfate sodium，DSS)誘導(dǎo)的小鼠潰瘍性結(jié)腸炎表觀癥狀的影響，發(fā)現(xiàn)重組菌可以顯著緩解DSS引起的小鼠結(jié)腸長(zhǎng)度變短并顯著降低小鼠的疾病活動(dòng)指數(shù)。通過(guò)小鼠結(jié)腸組織病理切片觀察發(fā)現(xiàn)重組菌顯著緩解了DSS引起的結(jié)腸損傷，并且重組菌顯著降低了結(jié)腸組織髓過(guò)氧化酶(Myeloperoxidase，MPO)含量。

為了系統(tǒng)解析重組菌緩解小鼠結(jié)腸損傷的機(jī)制，該研究首先檢測(cè)了重組菌對(duì)小鼠腸屏障功能的影響，發(fā)現(xiàn)重組菌可以顯著提高小鼠結(jié)腸組織緊密連接蛋白ZO-1、E-cadherin和Claudin-2的表達(dá)，同時(shí)降低小鼠血清中二胺氧化酶(Diamine oxidase，DAO)和細(xì)菌內(nèi)毒素含量。以DSS引起的Caco2細(xì)胞損傷為模型，利用細(xì)胞間接免疫熒光檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)重組菌表達(dá)的乳鐵蛋白肽可以顯著提高Caco2細(xì)胞與細(xì)胞間緊密連接蛋白的表達(dá)。有報(bào)道表明組織中促炎因子的表達(dá)水平提高會(huì)導(dǎo)致炎癥的級(jí)聯(lián)放大反應(yīng)，同時(shí)也會(huì)造成組織損傷。該研究發(fā)現(xiàn)重組菌可以顯著降低結(jié)腸組織中炎癥因子 TNF-α、IL-6、IL-1β和IL-12的含量，進(jìn)一步的體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)重組菌表達(dá)的乳鐵蛋白肽可以降低LPS刺激RAW264.7細(xì)胞引起的炎癥因子的表達(dá)。另外，對(duì)p65、p-p65、IκB-α 和 p-IκB-α 蛋白水平的檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)重組菌表達(dá)的乳鐵蛋白肽可以顯著降低p65和IκB-α的磷酸化，降低p65的核轉(zhuǎn)移，從而抑制NF-κB信號(hào)通路的激活來(lái)減輕炎癥反應(yīng)。此外，該研究還發(fā)現(xiàn)重組菌可以緩解DSS引起的小鼠盲腸內(nèi)容物變形菌門(Proteobacteria)微生物數(shù)量的增多和厚壁菌門(Firmicutes)微生物數(shù)量的降低。同時(shí)Tax4Fun分析發(fā)現(xiàn)重組菌可以使小鼠的代謝能力恢復(fù)到接近正常水平。

綜上，該研究揭示了重組菌可以通過(guò)提高腸道屏障功能的完整性、降低腸道炎癥以及調(diào)節(jié)腸道菌群來(lái)緩解DSS引起的小鼠腸屏障功能損傷。同時(shí)該研究對(duì)腸道致病菌導(dǎo)致的動(dòng)物腹瀉以及腸黏膜損傷引起疾病的防治具有重要意義。為研制抗生素的替代品提供了新的思路。

評(píng)述論文來(lái)源：Song Li-ying,Xie Wei-chun,Liu Zhi-hang et al.Oral delivery of aLactococcus lactis,strain secreting bovine lactoferricin-lactoferrampin alleviates the development of acute colitis in mice[J].Appl Microbiol Biot Accepted Manuscript,2019 Jun 4.DOI:10.1007/s00253-019-09898-6.