生物膜态Limosilactobacillus reuteri通过调控芳烃受体通路抑制坏死性小肠结肠炎的机制研究

本研究针对早产儿坏死性小肠结肠炎(NEC)缺乏有效疗法的临床难题，创新性地探索了生物膜态Limosilactobacillus reuteri(Lr)通过芳烃受体(AHR)信号通路发挥保护作用的机制。研究人员通过体内外实验证实，与浮游态相比，生物膜态Lr能显著增强肠道定植能力，促进色氨酸(Trp)代谢为AHR配体吲哚乳酸，上调IDO1表达，从而激活AHR通路并减轻肠道损伤。该研究为开发基于生物膜技术的益生菌疗法提供了重要理论依据，发表于《Pediatric Research》。

　　

坏死性小肠结肠炎(NEC)是早产儿最致命的外科急症，死亡率高达30%以上。尽管已知肠道菌群失调是其重要诱因，但现有益生菌疗法效果参差不齐。问题的关键在于：常规浮游态益生菌难以在恶劣的肠道环境中定植，而生物膜作为细菌的天然保护形态可能解决这一难题。更引人关注的是，芳烃受体(AHR)信号通路激活不足与NEC发病密切相关，而特定益生菌恰好能代谢色氨酸产生AHR配体。这两个看似独立的研究方向，在Limosilactobacillus reuteri(Lr)这个"多面手"益生菌身上产生了奇妙交集——它既能形成生物膜，又能代谢色氨酸激活AHR。正是基于这些科学背景，研究团队展开了这项创新性探索。

研究人员采用的主要技术方法包括：使用生物发光标记技术追踪不同状态Lr在早产啮齿动物肠道的定植情况；建立大鼠和小鼠NEC模型评估干预效果；通过AHR报告细胞系(HT-29 Lucia)检测体外AHR激活水平；采用UPLC/MS-MS平台定量肠道吲哚乳酸含量；结合qRT-PCR和免疫组化分析Cyp1a1和IDO1表达变化。

Persistence of Lr in the intestines of premature rat pups is increased by delivery in its biofilm state

通过生物发光成像技术直观显示，生物膜态Lr-DM-Malt处理组在给药72小时后仍能在肠道检测到显著信号，而浮游态Lr组则完全消失。这证实生物膜态可显著增强益生菌的肠道定植能力。

Biofilm formation does not affect Lr's ability to catabolize Trp into AHR ligands

体外实验发现两种状态的Lr在色氨酸存在时都能激活AHR报告系统，但活性无差异。然而在体实验显示，生物膜态Lr-DM-Malt处理的NEC模型大鼠肠道吲哚乳酸水平显著高于浮游态Lr组，提示生物膜通过增强定植间接提高了局部AHR配体浓度。

Protection against NEC by Lr in its biofilm state is associated with increased intestinal AHR activation

小鼠NEC模型证实，生物膜态Lr-DM-Malt组肠道损伤评分显著优于浮游态Lr组。机制研究发现该组Cyp1a1 mRNA表达显著上调，这是AHR通路激活的关键标志物。组织学显示生物膜态Lr能更好维持绒毛结构和密度。

Protection against NEC by Lr in its Biofilm State is Associated with Increased Expression of host Ido1

深入分析发现生物膜态Lr还显著上调了宿主IDO1表达，该酶是色氨酸代谢为AHR配体的关键酶。免疫组化证实肠道上皮IDO1蛋白表达增加，形成了"益生菌-宿主"协同产生AHR配体的良性循环。

这项研究首次系统阐明了生物膜态Lr通过"双管齐下"机制对抗NEC：一方面通过增强定植提高细菌源性AHR配体产量，另一方面通过上调IDO1增加宿主源性配体生成。这种独特的"生物膜-AHR"协同作用模式，为开发新一代益生菌制剂提供了明确方向。特别值得注意的是，研究中使用的Lr-DM-Malt已通过成人I期临床试验，为转化应用奠定了良好基础。该成果不仅对NEC防治具有重要价值，其揭示的"生理状态-功能效应"关系也为其他益生菌研究提供了范式参考。正如作者强调的，未来GMP级生物膜益生菌的临床转化，可能彻底改变当前NICU中益生菌使用混乱的现状，为脆弱早产儿带来更安全的治疗选择。