过去几年的证据表明,肠道微生物产生的代谢物在维持肠道健康方面发挥着至关重要的作用。色氨酸是一种必需氨基酸,可以被某些肠道微生物或宿主细胞代谢产生各种衍生物。色氨酸的微生物代谢产物是芳香烃受体(AhR)的已知配体,该通路的激活可以调节胃肠道(GI)中的免疫细胞群和屏障功能。饮食-微生物-宿主途径的改变被认为是慢性炎症的诱因。

2019年,Dinallo等人显示乳糜泻患者小肠AhR低表达,乳糜泻是一种免疫介导的肠病,发生在食用小麦、大麦和黑麦中的谷蛋白的基因易感个体。乳糜泻的唯一治疗方法是严格坚持无谷蛋白饮食,这很难遵循,有很高的不坚持率,并不总是导致完全的黏膜恢复。肠道菌群组成和功能已发生改变报道在乳糜泻患者中。这些改变包括降低的乳杆菌比例,具有高色氨酸代谢能力(这里这里).

Elena Verdu博士与Harry Sokol博士合作的一项研究最近发表在科学转化开始研究乳糜泻失调和AhR通路改变之间的微生物联系。

研究人员利用表达乳糜泻易感基因的老鼠发现,与低色氨酸饮食相比,高色氨酸饮食改变了肠道微生物群的组成,导致更多的乳酸菌喇叭喇叭gnavus,已知的AHR配体生产商。这种变化伴随着粪便中的较高水平的AHR配体,并增加了小肠中的AHR途径激活。另一方面,在喂养低色氨酸饮食的小鼠中发现了主要由宿主细胞产生并致力于慢性炎症的色氨酸代谢物。重要的是,喂养高色氨酸饮食的小鼠的肠含量增加了激活AHR的能力,它们受到麸质诱导的炎症。小鼠饲喂高色氨酸饮食显示出较低程度肠病和上皮内淋巴细胞计数,这是用于诊断腹腔疾病的关键测量的较低数目的。

然后,作者使用了两种不同的策略来证实AhR信号可以调节小鼠麸质诱导的炎症。首先,作者用两株高产能产生AhR配体的乳酸菌补充小鼠(Lamas等人,2016年,Natividad等人,2018年)。与之前的研究类似,补充乳酸菌增加了小肠微生物群激活AhR的能力,即使在低色氨酸饮食的背景下,同时减少了麸质诱导的炎症。为了排除乳酸菌菌株具有独立抗炎作用的可能性,作者接下来使用药理学方法,用AhR激动剂治疗小鼠,这也降低了麸质诱导炎症的程度。

最后,作者研究了一组患有活动性乳糜泻的患者,两年后接受无谷蛋白饮食(缓解)的患者,以及非乳糜泻对照组的患者。与对照组相比,活性乳糜泻的粪便中已知的激活AhR的微生物代谢物较低。与这些发现一致的是,活性乳糜泻的微生物群激活AhR的能力降低,AhR通路基因如IL-22的表达也减少,IL-22是一种在粘膜表面的宿主防御和组织修复中起重要作用的细胞因子。值得注意的是,在无谷蛋白饮食治疗的患者中,微生物群的AhR激活和IL-22的表达被挽救。

总之,研究结果表明,活动性乳糜泻中的微生物群显示色氨酸代谢受损,导致AhR配体的生成减少,以及促进屏障的细胞因子IL-22的表达减少。与此同时,宿主细胞的色氨酸代谢导致活性乳糜泻中促炎犬神经氨酸代谢产物增加,可能导致炎症。无谷蛋白饮食通过减少犬尿氨酸的产生和增加AhR激动剂的产生,部分纠正了受损的色氨酸代谢,导致AhR激活和IL-22表达。

这一发现与此前在代谢综合征和结肠炎方面的研究一致,提示色氨酸的微生物代谢产物可以作为生态失调的生物标志物。重要的是,这些发现扩展了色氨酸分解物从微生物代谢到乳糜泻的潜在治疗价值。无谷蛋白饮食对患者来说非常具有挑战性。”部分乳糜泻患者对无谷蛋白饮食没有反应,要么是最初,要么是再次出现症状。此外,肠道炎症的愈合可能需要数年时间,尽管遵守了饮食,“verdu说。未来的临床研究应检查治疗策略,例如色氨酸补充剂与下一代益生菌组合,这些益生菌组合产生来自饮食的AHR配体,乳糜泻患者,他们没有反应无麸质饮食。

由石南花galipeau创建的图形摘要,发表于科学翻译医学。

引用:

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