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银耳多糖对肠道屏障的影响及作用机制
银耳Tremella fuciformis(TPs)属于真菌类担子菌门银耳科银耳属,是一种营养丰富、功能多元的食药用菌,作为药材和菜肴颇受消费者欢迎。据研究,银耳多糖TPs是银耳的主要功能成分,具有抗氧化、抗肿瘤、干预糖尿病、免疫调节和神经保护作用,同时,银耳多糖还能在皮肤抗衰老、光保护、伤口愈合和屏障保护方面发挥作用。课题组前期从银耳子实体中分离纯化得到一种银耳多糖,能够干预葡聚糖硫酸钠诱导的小鼠结肠炎,同时能够激活Foxp3+T 细胞,缓解肠道炎症,该银耳多糖还能显著增加肠道菌群多样性,恢复有益菌菌群相对丰度并结合菌群代谢物共同作用,达到干预结肠炎目的。
肠道是人体最大的消化器官,也是免疫系统的重要组成部分,负责机体消化吸收营养物质、抵御外源抗原以及病原体侵染等,其中,肠道屏障的完整性、紧密性和稳定性是影响肠道作用的关键。机械屏障是肠道屏障的支撑骨架,包括多种紧密连接蛋白形成的细胞间黏附复合结构,是机体化学屏障和生物屏障正常生理功能的结构基础,也是免疫屏障的首要防线,紧密连接蛋白受损会导致机体或者肠道炎症,是诱发各种疾病的重要机制。
由于越来越多的研究表明紧密连接蛋白对干预消化道疾病和免疫疾病非常重要,保持紧密连接的完整性并提高其表达水平可有效干预相关疾病的发展,脂多糖、炎症因子、高脂饮食通过不同机制都能导致肠道屏障受损。分离纯化的银耳多糖能够缓解脂多糖诱导的Caco-2 细胞屏障损伤,目前尚没有银耳多糖能否缓解高脂饮食诱导的肠道紧密连接受损方面的研究。棕榈酸(palmitic acid, PAd)人体内最常见的饱和脂肪酸,对人体不同器官有脂毒性,过量食用PAd 会破坏紧密连接完整性,并触发炎症反应导致肠道屏障功能障碍。
高脂饮食诱导的肥胖大鼠和小鼠肠道紧密连接蛋白occludin、claudin-1 等蛋白的表达水平受到明显抑制,作为食物中常见的饱和脂肪酸,摄入PAd 的小鼠肠道紧密连接蛋白也明显减少或易位,从而影响肠道屏障功能。细胞活力和完整性实验结果表明暴露在PAd 和TPs 下不会对Caco-2 细胞产生毒性作用,PAd 能够损伤Caco-2 细胞完整性,经TPs 处理可以减轻PAd 对细胞造成的损伤。
氧化还原平衡对维持肠道屏障至关重要,随着体内活性氧水平积累,内源性抗氧化物质消耗,以及氧化应激标志物水平增加,过量的活性氧导致氧化应激诱发炎症,分泌促炎因子(Ge et al. 2022;苏安祥 等 2022)。经PAd 处理后的Caco-2 细胞抗氧化物SOD 和CAT 水平降低,脂质过氧化物MDA 升高。由于硫氧还蛋白系统(TRX)、谷胱甘肽系统(GSH)以及核因子E2 相关因子2(NRF2)都参与调节细胞氧化还原稳态,目前尚不明确TPs 是通过什么途径调控Caco-2 细胞的氧化还原状态,可能是单一途径或者是多途径共同调控,因此,调控作用与剂量不成正比。
促炎因子IL-1β、TNF-α、IL-6 分泌增加,说明PAd 引发Caco-2 细胞氧化应激反应并诱发了炎症,而TPs 处理能有效缓解PAd 由氧化应激诱发的炎症。促炎因子能够通过调控紧密连接蛋白的表达和组装,作用于紧密连接蛋白的功能。研究表明,Caco-2 细胞与TNF-α 和IFN-γ 共同培养导致紧密连接蛋白ZO-1、Occludin、Claudin-1 和Claudin-4 重组,降低肠道屏障功能。Claudin-2 是IL-22 在肠上皮中作用的一个关键靶蛋白,IL-22 能够诱导Claudin-2 表达上调,进而提高上皮屏障通透性。经TPs 处理能显著缓解PAd 导致的紧密连接蛋白Claudin-1、Occludin和ZO-1 表达量降低,说明PAd 由氧化应激诱发的炎症影响紧密连接蛋白表达,而TPs能够通过提升抗氧化性能、抑制促炎因子分泌、提升紧密连接蛋白表达水平达到维护肠道屏障的作用。研究发现氢能够还原多余自由基调节氧化应激平衡,通过该方法调控TLR-4/MyD88/NF-κb 信号通路最终保护肠道屏障,NF-κb 表达水平与肠上皮细胞凋亡息息相关,进而影响肠道屏障功能。因此, 结合经典的TLR-4/MyD88/NF-κb 信号通路确认TPs 能够通过抑制TRL4/MyD88/NF-κB 炎症信号通路下调促炎因子分泌,进而保护肠道屏障。
参考文献:董茜,张仕林,谢丽源等.银耳多糖对肠道屏障的影响及作用机制[J].菌物学报,2024