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肠道缺了这种蛋白反而更健康?新研究揭示菌群保护的秘密

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问题引入:肠道炎症的“矛盾解药”

炎症性肠病(IBD)困扰全球超600万人,患者肠道长期处于“战火”状态。传统观点认为,调控细胞生长的Wnt/β-连环蛋白信号通路一旦失调会加剧炎症。但最新研究发现:肠道上皮细胞中缺失一种名为Axin1的蛋白,反而能显著减轻结肠炎——这一反直觉现象的背后,竟与肠道菌群的“生态重组”密切相关。


研究背景:Axin1的“双面角色”

Axin1是Wnt信号通路的“刹车蛋白”,能抑制肠道细胞过度增殖。此前研究发现,它在细菌感染中扮演防御角色:沙门氏菌会刻意降低Axin1水平以入侵细胞。但在炎症性肠病患者样本中,Axin1的表达却异常升高,且与促炎因子TNF-α、IL-6水平正相关。这引发疑问:Axin1在肠道炎症中究竟是敌是友?


方法创新:基因编辑小鼠揭开谜底

研究团队构建了两种特殊小鼠模型:

  1. 肠道上皮细胞Axin1敲除鼠(Axin1ΔIEC)
  2. 潘氏细胞(肠道抗菌卫士)Axin1敲除鼠(Axin1ΔPC)
    通过对比正常小鼠,观察肠道结构、菌群变化及炎症反应。

关键发现

  • 潘氏细胞“变形记”:Axin1缺失导致潘氏细胞(分泌抗菌肽的“守门员”)形态异常,抗菌蛋白溶菌酶减少。
  • 黏液屏障变薄,益生菌反增:敲除鼠肠道黏液层厚度下降,但Akkermansia muciniphila(A. muciniphila) 这种“黏液分解专家”的丰度飙升10倍以上。
  • 菌群移植逆转表型:当敲除鼠与正常鼠“混居”4周后,A. muciniphila水平回落,肠道炎症抵抗力消失。

实验验证:益生菌的“保护盾”效应

为验证A. muciniphila的核心作用,团队设计了两组实验:

  1. 口服A. muciniphila:正常小鼠补充该菌后,DSS(葡聚糖硫酸钠)诱导的结肠炎症状显著减轻,结肠长度恢复近30%(下图左);
  2. 抗生素清除菌群:敲除鼠使用抗生素后,肠道细胞增殖速度放缓,保护效应消失。

图示:Axin1敲除鼠(右)结肠结构完整,炎症轻微;正常鼠(左)结肠严重损伤(红色为炎症细胞浸润)。


结论展望:肠道健康的“菌群钥匙”

这项研究首次揭示:Axin1缺失通过重塑菌群——尤其是提升A. muciniphila——间接保护肠道。这种菌能分解黏液却抑制炎症,堪称“矛盾卫士”。

现实意义

  • IBD治疗新靶点:调控Axin1或直接补充A. muciniphila,有望成为抗结肠炎新策略。
  • 警惕菌群干预风险:研究也警示,抗生素滥用可能破坏这种天然保护机制。

局限性

  • 小鼠模型不能完全模拟人类复杂肠道环境;
  • A. muciniphila丰度与黏液层的平衡机制仍需深挖。

科学家提示:肠道是“菌群宇宙”,一个蛋白的缺失可能引发连锁生态反应。未来研究将探索如何精准调控这一网络,让IBD患者告别反复炎症之苦。

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包庆华
太傅级
学习了解科普知识
2025-06-07