长期饮酒能够损害肠道微生物群落和免疫系统,从而加剧酒精性肝病(ALD)的进展。采用益生菌与后生元的干预措施,可以通过保持肠道内环境的稳定来有效改善ALD。然而,由于个体差异的存在,目前市售的活菌产品在不同患者体内的效果难以确保一致。相比之下,经过灭活处理的细菌或其提取成分(即后生元)在稳定性、安全性以及疗效的一致性上展现出了更大的潜力。2024年11月22日,中国科学院微生物研究所刘宏伟研究团队在Advanced Science上发表了题为“Postbiotics From Lactobacillus Johnsonii Activates Gut Innate Immunity to Mitigate Alcohol-Associated Liver Disease”的研究论文,该研究揭示了灭活后的约氏乳杆菌(Lactobacillus johnsonii)能够通过激活肠道的免疫系统来减轻酒精性肝病的影响,提出了一种新的研究模型,展示了后生元与宿主之间的相互作用如何影响人类健康和疾病。
研究人员通过对宏基因组数据的分析,发现健康人的肠道中乳杆菌的数量比患病状态下要多。他们利用培养组学的方法从健康儿童的粪便样本中分离出一株约氏乳杆菌,并通过动物实验验证了这种乳杆菌及其灭活形式对酒精性肝病的正面作用。深入研究表明,灭活后的约氏乳杆菌通过激活肠道树突状细胞(DCs)与3型固有淋巴细胞(ILC3)之间的轴,以及它们介导的NOD2-IL-22信号路径来改善酒精性肝病。具体来说,肠道中IL-22水平的上升不仅增强了抗菌肽的产生,维护了肠道屏障的功能,还通过血液循环进入肝脏,激活STAT3信号路径,促进肝脏损伤的修复。此外,这种由后生元介导的免疫重塑有助于维持长期饮酒情况下肠道微生物群的稳定,增加了丁酸生产菌Faecalibaculum rodentium的数量及肠腔中的丁酸浓度,同时抑制了乙醇诱导的条件致病菌的过度生长。灭活的约氏乳杆菌还能通过释放来自微生物细胞壁的先天免疫配体,激活肠道黏膜下层DCs的NOD2-RIP2信号路径,促进溶菌酶的生成,形成一个“溶菌酶-后生元-先天免疫”的正反馈循环,进一步挖掘了后生元在治疗宿主健康问题上的潜力。
中国科学院微生物研究所博士研究生尹若鹏为论文的第一作者,刘宏伟研究员为本文的通讯作者。该研究获得国家重点研发计划项目的资助。