牛乳铁蛋白通过调节肠道5-羟色胺系统缓解炎症性肠病的作用机制研究

本研究针对炎症性肠病(IBD)中肠道5-羟色胺(5-HT)系统紊乱的关键问题，通过体外Caco-2/TC7细胞模型和小鼠体内实验，首次揭示牛乳铁蛋白(bLf)可显著上调血清素转运体(SERT)活性和5-HT受体(5-HTRs)表达，并在DSS诱导的结肠炎模型中证实其通过调控TPH1/TPH2-SERT-5-HTRs轴改善肠道炎症，为开发基于bLf的功能性食品提供新策略。

　　

在肠道健康领域，炎症性肠病(IBD)长期困扰着全球数百万患者，其特征是慢性肠道炎症伴随5-羟色胺(5-HT)信号系统紊乱。这个被称为"肠道第二大脑"的神经递质系统，90%以上的5-HT由肠道嗜铬细胞合成，通过14种受体亚型调控肠动力、分泌和免疫反应。然而在IBD患者中，血清素转运体(SERT)表达下降导致细胞外5-HT蓄积，加剧炎症和组织损伤。现有药物如5-氨基水杨酸虽能缓解症状，却难以从根本上修复失调的肠神经-免疫网络。

西班牙萨拉戈萨大学兽医系药理学与生理学系（Departamento de Farmacología, Fisiología y Medicina Legal y Forense, Universidad de Zaragoza）的Berta Buey团队在《The Journal of Nutritional Biochemistry》发表的研究，首次系统阐释了牛乳铁蛋白(bLf)对肠道5-HT系统的多维调控机制。研究人员采用Caco-2/TC7肠上皮细胞模型进行5-HT摄取动力学分析和qPCR检测，建立DSS诱导的小鼠结肠炎模型评估疾病活动指数(DAI)，并通过实时荧光定量PCR技术定量分析回肠和结肠组织中SERT、TPH1/TPH2及6种5-HT受体亚型的mRNA表达谱。

3.1 乳铁蛋白对Caco-2/TC7细胞SERT活性及mRNA表达的影响

研究发现10 mg/mL bLf处理24小时可使5-HT摄取量增加36%，最大转运速率V_max从3.87提升至5.71 pmol/mg蛋白。延长处理至10天仍维持1.5倍的SERT mRNA高表达，表明bLf通过增加膜转运体数量而非亲和力(K_t不变)增强5-HT清除能力。

3.2 乳铁蛋白对5-HT受体mRNA表达的影响

在受体调控方面，bLf展现出时空特异性：24小时处理即显著上调5-HTR_1A和5-HTR₇表达，而对5-HTR₃的诱导效应在10天后转为抑制，这种动态平衡可能解释其既能强化5-HT信号又防止过度激活的双向调节特性。

3.3 乳铁蛋白对小鼠回肠5-HT系统的影响

动物实验证实，35 mg/天bLf灌胃10天使回肠SERT mRNA表达翻倍，同时选择性提升神经元型TPH2而非肠嗜铬细胞型TPH1的表达。值得注意的是，所有检测的5-HT受体(1A/2A/2B/3/4/7)均出现上调，其中5-HTR_2A和5-HTR₇增幅最显著，提示bLf可能通过增强神经元5-HT合成与信号转导维持肠道稳态。

3.4 乳铁蛋白减轻DSS诱导的结肠炎损伤

在疾病模型中，bLf预处理使DAI评分降低50%，结肠长度缩短改善40%。分子机制分析显示，bLf完全阻断了DSS导致的远端结肠SERT mRNA下降60%的病理现象，并逆转5-HTR_2B/₇异常升高及5-HTR₄减少的受体失衡格局。

这项研究创新性地揭示了bLf作为天然乳源蛋白的多靶点作用：在生理状态下增强肠道5-HT清除与信号转导能力；在炎症环境中修复SERT-TPH-5-HTRs网络紊乱。其价值在于：①阐明bLf通过肠神经-上皮-免疫三重调控缓解IBD的新机制；②发现5-HTR₇是bLf关键作用靶点，为开发选择性受体调节剂提供线索；③证实每日12.5-35 mg/kg剂量即可产生显著生物学效应，为临床应用提供剂量参考。考虑到乳铁蛋白已被FDA认定为安全成分(GRAS)，这项发现为开发基于bLf的IBD营养干预策略奠定了重要理论基础。