新研究发现肠道细菌可以将膳食纤维加工成抗过敏武器

发布时间：2024-02-04 17:17:15 栏目：精选知识

导读 人类与肠道微生物组之间存在的错综复杂的关系已成为热门研究课题，科学家们不断发现健康饮食可以带来更健康生活的新原因。膳食纤维是这种联

人类与肠道微生物组之间存在的错综复杂的关系已成为热门研究课题，科学家们不断发现健康饮食可以带来更健康生活的新原因。膳食纤维是这种联系中特别重要的一个方面。当我们摄入这些主要存在于植物性食品中的化合物时，我们的肠道细菌会将它们分解成小分子，称为短链脂肪酸 (SCFA)。过去几年，研究揭示了短链脂肪酸 SCFA 的各种重要的抗炎和免疫调节作用。



SCFA 与我们的免疫系统相互作用的方式之一是介导肥大细胞 (MC) 的激活。这些白细胞充满了称为“颗粒”的小囊，其中充满了酶和组胺等信号分子。当 MC 检测到抗原(异物)时，它会变得活跃并进行脱粒，将这些物质释放到附近的组织并触发快速的免疫反应。通常，MC 在过敏性疾病中发挥着核心作用，包括花粉病和严重的食物过敏。虽然有大量证据表明 SCFA 具有抗过敏特性，但它们调节 MC 功能的精确机制仍不清楚。

在最近的一项研究中，由日本东京理科大学 Chiharu Nishiyama 教授领导的研究小组决定通过对小鼠 MC 和 SCFA 进行广泛的实验来解决这一知识差距。他们的研究结果于 2024 年 1 月 10 日发表在《免疫学杂志》 上。

研究人员最初发现，给小鼠喂食丁酸和戊酸(两种代表性的短链脂肪酸)可以显着抑制被动皮肤过敏反应(一种在实验室环境中人工诱导的经过充分研究的过敏反应)。随后，研究小组利用 MC 培养物证明，用各种 SCFA 处理 MC 可以抑制免疫球蛋白 E (IgE) 介导的激活，这是过敏反应的关键途径。

通过随后涉及转基因细胞和精确 RNA 抑制剂的实验，他们成功地进一步拼凑了这个谜题。研究人员发现 SCFA 主要通过两种方式介导 MC 激活。第一个是通过与 GPR109A 受体的识别和相互作用。与 SCFA 结合后，会发生化学级联反应，最终导致前列腺素的合成和分泌。这些物质与 MC 中的 EP3 受体相互作用，防止脱粒、限制组胺的释放并最大限度地减少过敏反应。

第二种是通过表观遗传学(或可逆地改变特定基因)。研究人员证实，SCFA 会影响组蛋白脱乙酰酶抑制活性，从而调节表观遗传修饰。这导致 IgE 受体表达水平的变化，最终抑制 MC 的脱颗粒。其他实验表明，非甾体类抗炎药可抑制 SCFA 的抗过敏作用，而与 GPR109A 受体相互作用的维生素 B-3 也可抑制 MC 脱颗粒。

总之，这项研究的结果可以帮助科学家了解我们的身体如何在肠道细菌的帮助下调节免疫系统的复杂性。然而，过敏症患者将从这些见解中获益，正如西山教授指出的那样：“肥大细胞的激活是各种过敏性疾病的常见原因，而不仅限于过敏反应。另外，我认为过敏患者出现频率的增加与这几十年来饮食的改变有关。过敏症非常普遍，据说日本有二分之一的人患有某种过敏性疾病，我们的研究结果表明膳食纤维是治疗过敏症的有效方法。考虑到仅在美国每年就有约 20 万人因过敏反应而去急诊室，这项工作不仅可以通过预防这种危险情况来挽救生命，而且还有助于减轻医疗系统的负担。

西山教授对结果感到满意，最后指出健康饮食的重要性。“用科学证据证明饮食条件如何影响健康非常重要，”她说。这项研究揭示了涉及各种食品相关成分的复杂调节机制的一部分，包括膳食纤维、SCFA、多不饱和脂肪酸和维生素。”