益生菌菌株枯草芽孢杆菌TO-A可调节中性粒细胞胞外陷阱的形成

《Gut Microbes Reports》：Probiotic strain Bacillus subtilis TO-A modulates the formation of neutrophil extracellular traps

益生菌菌株Bacillus subtilis TO-A（BSTOA）通过不同浓度与中性粒细胞样细胞共培养，分别促进和抑制NETs形成，机制涉及钙调蛋白磷酸酶活性调节、细胞周期相关通路及染色质重塑。该发现为NET相关疾病提供了新型调控策略。

　　### 中文解读：Bacillus subtilis TO-A 对中性粒细胞胞外诱捕网形成的影响

中性粒细胞胞外诱捕网（Neutrophil Extracellular Traps, NETs）是机体免疫系统在应对病原体感染时发挥关键作用的一种防御机制。NETs 由中性粒细胞释放的染色质和多种抗菌蛋白构成，形成类似网状结构，能够有效捕获和杀灭入侵的病原体，防止其在体内扩散。然而，NETs 的形成也可能对宿主组织造成损伤，因为其缺乏特异性，可能引发炎症反应或自身免疫相关的问题。因此，NETs 在免疫防御和病理炎症之间扮演着双重角色，既有益也有害。

在肠道环境中，NETs 的形成对于维持黏膜屏障功能至关重要。肠道是病原体入侵的主要途径之一，其内栖息着大量共生菌群。当肠道屏障受损时，共生菌和病原体可能穿透黏膜进入组织和血液，从而引发感染。NETs 的形成有助于抑制这些病原体的扩散，但同时，如果 NETs 过度活跃，也可能加剧慢性肠道炎症，如炎症性肠病（Inflammatory Bowel Disease, IBD）等疾病的发展。因此，肠道中 NETs 的形成具有双向性，既可能是有益的防御机制，也可能是有害的炎症促进因素。

近年来，研究发现某些益生菌能够调节 NETs 的形成，从而对免疫相关疾病产生积极影响。例如，乳酸乳球菌（Lacticaseibacillus rhamnosus GG, LGG）已被报道能够抑制 NETs 的形成，从而减少炎症反应。然而，目前尚无研究揭示其他益生菌是否具有类似功能。本研究中，科学家首次发现了一种名为 Bacillus subtilis TO-A（BSTOA）的益生菌，其在与中性粒细胞样 HL-60（nHL-60）细胞共培养时，能够以浓度依赖的方式双向调节 NETs 的形成。具体而言，当 BSTOA 与 nHL-60 细胞以低比例（0.1:1）共培养时，促进了 NETs 的形成；而在高比例（10:1）下，BSTOA 则抑制了 NETs 的形成。这一发现表明，BSTOA 可能具有双向调节 NETs 的潜力，为 NETs 相关疾病的预防和治疗提供了新的视角。

BSTOA 是一种广泛用于人类和兽医领域的益生菌，其在肠道健康方面的应用已有超过半个世纪的历史。在日本，BSTOA 常与其他益生菌如 Enterococcus faecium T-110（EFT110）和 Clostridium butyricum TO-A（CBTOA）共同使用，以治疗肠道菌群失调相关疾病，包括感染、炎症性肠病和药物诱导的肠道损伤。尽管 BSTOA 在临床中的应用已被证实有效，但其对 NETs 形成的具体影响机制尚未明确。本研究通过使用 nHL-60 细胞，作为中性粒细胞的替代模型，探讨了 BSTOA 在不同浓度下对 NETs 形成的双向调节作用。

研究发现，BSTOA 在低浓度下促进 NETs 的形成，而在高浓度下则抑制其形成。这种双向调节可能与 BSTOA 分泌的某些因子有关，也可能涉及其与中性粒细胞的直接接触。通过进一步的转录组分析，研究揭示了 BSTOA 通过影响多种细胞过程，如肽基脯氨酰异构化、细胞周期依赖蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶活性调控和染色质重塑等，来调节 NETs 的形成。此外，研究还发现，BSTOA 的作用并不依赖于新的基因表达或蛋白质合成，而是可能通过调控细胞内的信号通路，如钙调神经磷酸酶活性，从而影响 NETs 的形成。

这一发现具有重要的临床意义。首先，BSTOA 的双向调节能力表明，其在肠道健康管理中可能具有更广泛的应用前景。在感染情况下，促进 NETs 的形成有助于清除病原体；而在炎症性疾病中，抑制 NETs 的形成可能有助于缓解症状。因此，BSTOA 可能成为一种具有潜力的益生菌，用于治疗 NETs 相关的疾病。其次，这一研究也为理解益生菌与免疫系统的相互作用提供了新的线索，有助于开发更有效的益生菌疗法。

此外，研究还指出，BSTOA 的作用可能不仅限于其直接的细胞间相互作用，还可能涉及其对细胞内信号通路的调控。例如，在低浓度下，BSTOA 可能通过激活某些与细胞周期相关的通路来促进 NETs 的形成；而在高浓度下，BSTOA 可能通过抑制钙调神经磷酸酶活性，从而减少 NETs 的形成。这些机制的发现为未来研究提供了新的方向，即探索 BSTOA 与其他益生菌的协同作用，以及其在肠道微生态平衡中的具体角色。

本研究的局限性在于，其主要基于体外实验，未能完全模拟体内复杂的生理环境。肠道内存在多种结构和细胞类型，如黏液层、上皮细胞层和固有层，这些结构可能影响 NETs 的形成及其调控机制。因此，未来的研究需要结合体内模型，以验证 BSTOA 在实际生理条件下的作用。此外，研究中使用的 nHL-60 细胞是人工诱导的中性粒细胞样细胞，虽然其在形态和功能上与初级中性粒细胞相似，但其在体内环境中的行为仍需进一步研究。

总的来说，本研究揭示了 BSTOA 在调节 NETs 形成方面的独特能力，为益生菌在免疫调节和疾病治疗中的应用提供了新的理论依据。未来的研究应进一步探索 BSTOA 在不同疾病模型中的具体作用机制，并评估其在临床应用中的潜力。这一发现不仅有助于理解 NETs 在免疫防御和炎症反应中的双重作用，也为开发新的益生菌疗法提供了重要的参考。