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长链菊糖和嗜酸乳杆菌W37的合生效应可由免疫Toll样受体和树突状细胞的直接协同刺激引起

2020-03-17


文献简介

长链菊糖和嗜酸乳杆菌W37的合生效应可由免疫Toll样受体和树突状细胞的直接协同刺激引起

Synbiotic Effects of the Dietary Fiber Long-Chain Inulin and Probiotic Lactobacillus acidophilus W37Can be Caused by Direct, Synergistic Stimulation of Immune Toll-Like Receptors and Dendritic Cells

期刊名称:MolecularNutrition and Food Research   时间:2018  影响因子:4.653


背景

膳食纤维和乳酸菌的共同作用通常通过肠道微生物群的协同调节和发酵产物(如短链脂肪酸(SCFAs))的刺激影响。然而,研究表明膳食纤维和乳酸菌可以直接刺激免疫细胞,并有利于机体的免疫。本文研究了免疫活性长链菊粉(lcITF)和嗜酸乳杆菌W37(LaW37)对树突状细胞(DCs)的协同作用。

研究结果

研究方法为在有或无肠上皮细胞(IEC)培养基的情况下,研究lcITF和LaW37单独或联合应用对DCs分泌Toll样受体(TLRs)信号和细胞因子的影响。此外,还研究了DC对鼠伤寒沙门菌(STM)的反应。


研究结果

1、免疫受体对LaW37、lcITF有特异性反应,它们的结合具有协同效应

lcITF和乳酸杆菌都通过TLRs对免疫细胞发出信号,在TLR2、3和5表达细胞系中观察到lcITF的激活。lcITF/LaW37对TLRs有协同作用,该组合以剂量依赖性方式激活TLR2,5 mg mL 1/LaW37 106 CFU mL 1时增加5.7倍(p=0.003),lcITF 10 mg mL 1/LaW37 106 CFU mL 1时增加11.4倍(p<0.0001;图2A)。它还以协同方式激活了TLR3,LcITF 10 mg mL 1/LaW37 106 CFU mL 1导致6.1倍的增加(p<0.0001;图2B)。LcITF/LaW37以剂量依赖性的方式显著激活TLR5(图2C)。



2、LaW37刺激树突状细胞的促炎症表型,而lcITF/LaW37则减弱树突状细胞的反应

研究发现与未刺激的树突状细胞相比,LaW37显著增加了CCL-2/MCP-1(p=0.022)、IL-6(p=0.001)和TNF-α(p=0.001)(表2)。最后,lcITF/LaW37联合治疗显著增加了TNF-α(p=0.026),并有增加CCL-2/MCP-1的趋势(p=0.084;表2)。总的来说,lcITF/LaW37的联合作用比LaW37的作用轻。



3、肠上皮细胞调节lcITF和/或LaW37的DC反应

研究者重复了实验,以研究在暴露于lcITF、LaW37或lcITF/LaW37 20小时后收集的IECs废培养基(Caco-SM)是否能调节DCs的反应(图1B)。首先,评估了Caco-SM本身对树突状细胞的影响,与未受刺激的树突状细胞进行了比较受试细胞因子和趋化因子无统计学差异(表3)。最后,在Caco-2细胞自身暴露于相同成分20小时后,将DCs暴露于两种成分和Caco-SM。lcITF/LaW37联合治疗显著增加IL-8(p<0.0001)、TNF-α(p=0.0035)和IL-6(p=0.023)(表3)。



4、STM影响Caco-2细胞降低DC反应中的TNF-α反应

研究者在树突状细胞上重复了上述实验,但在Caco-2细胞与lcITF、LaW37或lcITF/LaW37预孵20小时后添加了45分钟的STM挑战(图1C)。从Caco-2培养基的基底外侧收集的培养基暴露于两种成分和STM中,进一步称为Caco SM STM。与暴露于Caco SM对照的DCs相比,暴露于Caco-SM-STM的DCs中的TNF-α从培养基对照的10pg-mL-1降低到4 pg-mL-1以上(p<0.0001)(表4)。研究者在45分钟STM激发之前,将Caco-2细胞预先培养到lcITF、LaW37或lcITF/LaW37 20小时。然后将这种Caco-SM-STM以1:10的比例分别暴露于培养的树突状细胞中。LaW37增加了所有可检测的细胞因子,这在CCL-2/MCP-1(p=0.004)、IL-6(p=0.007)、IL-8(p<0.0001)和TNF-α(p=0.0001)中有统计学意义,但对IL-1ra没有统计学意义。lcITF/LaW37的组合也是如此。



总结语

综上所述,膳食纤维lcITF与乳酸菌LaW37的共生作用是通过协同激活免疫受体实现的。联合使用lcITF/LaW37可协同激活特异性TLRs,对DC细胞因子有独特的作用。膳食纤维和细菌的共生效应不仅局限于对肠道菌群的影响,还可以通过协同直接刺激IECs和/或免疫细胞来实现。这种协同作用的最终结果取决于单个成分调节免疫反应的强度。

DOI:10.1002/mnfr.201800251


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