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特定乳酸菌来源的细胞外囊泡通过甲酰肽受体2发挥抗炎作用的新机制
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月06日 来源:Journal of Bioscience and Bioengineering 2.3
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本研究针对乳酸菌(LAB)菌株依赖性功能差异导致的细胞外囊泡(EVs)作用机制不明的问题,通过评估不同LAB来源EVs诱导M2型巨噬细胞分泌IL-10的能力,结合GPCR筛选技术,首次发现特定LAB菌株的EVs具有甲酰肽受体2(FPR2)激动活性。该发现揭示了FPR2介导的IL-10分泌通路是LAB-EVs抗炎作用的关键机制,并为UVB诱导的角质细胞损伤修复提供了新治疗靶点。
在人体这个复杂的生态系统中,乳酸菌(LAB)一直扮演着"健康卫士"的角色。这些微小的生命体不仅参与发酵食品的制作,更通过分泌功能性物质调节人体免疫平衡。近年来,科学家们发现LAB释放的细胞外囊泡(EVs)如同微型"药物快递车",装载着蛋白质、核酸等活性成分穿梭于细胞间。然而一个关键谜题始终未解:为何不同LAB菌株的EVs抗炎效果差异显著?这个"菌株特异性"现象背后的分子机制,成为微生物治疗领域亟待破解的黑箱。
来自朝日集团创新研究中心的研究团队在《Journal of Bioscience and Bioengineering》发表的研究中,采用多学科交叉策略破解了这一难题。研究首先通过THP-1细胞构建M2型巨噬细胞模型,系统比较了12株LAB来源EVs诱导IL-10分泌的能力差异;继而采用GPCR高通量筛选技术锁定关键受体;最后通过UVB损伤的人角质细胞模型验证治疗潜力。实验选用日本微生物保藏中心(JCM)和朝日菌种保藏中心(AGCC)的标准菌株,确保研究材料的可靠性。
IL-10分泌的诱导能力验证
研究团队发现植物乳杆菌JCM1149等特定菌株的EVs可显著提升IL-10分泌水平达3倍以上,而唾液乳杆菌JCM1231等菌株则无此效应。通过TLR2激动剂FSL-1对照实验,证实EVs的IL-10诱导机制独立于经典TLR2通路,暗示存在新型受体机制。
GPCR筛选揭示FPR2激动活性
在涵盖168种GPCR的高通量筛选中,仅FPR2对特定LAB-EVs产生显著响应。定量分析显示,EVs的FPR2激动活性与IL-10诱导能力呈强正相关(r=0.82),而FPR2拮抗剂WRW4可阻断80%的IL-10分泌,确证该受体在信号传导中的核心地位。
UVB损伤修复的机制解析
在UVB辐照的人角质细胞模型中,具有FPR2激动活性的EVs使细胞存活率从45%提升至78%。这种保护效应可被FPR2拮抗剂完全逆转,同时伴随炎症因子IL-6的显著降低,证实FPR2-IL-10轴在皮肤光损伤修复中的关键作用。
这项研究首次绘制出"LAB-EVs→FPR2激活→IL-10分泌→抗炎/修复"的完整作用路线图。特别值得注意的是,FPR2作为模式识别受体,其激动活性呈现严格的菌株依赖性,这为精准筛选功能菌株提供了分子标记。在应用层面,该发现不仅为特应性皮炎等炎症性皮肤病的治疗开辟了新途径,更建立了基于GPCR靶点的益生菌功能评价体系。研究团队特别指出,某些传统发酵食品中的特定LAB菌株可能天然富含FPR2激动型EVs,这为"药食同源"理论提供了现代科学注解。随着对LAB-EVs作用机制的深入解析,未来或可开发出基于微生物囊泡的靶向递送系统,实现炎症性疾病的精准调控。
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