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东方胡蜂蛹肽水解物通过调节NF-κB信号和肠道菌群缓解粪肠球菌LTA诱导的肺炎
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月24日 来源:Frontiers in Nutrition 5.1
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本研究深入探讨了东方胡蜂(Vespa orientalis)蛹源肽水解物(PPH)在脂磷壁酸(LTA)诱导的小鼠肺炎模型中的治疗潜力及机制。研究显示,PPH能显著减轻肺部炎症反应,修复肠道屏障功能(上调Mucin-2、Mucin-4及Claudin-1、Occludin、ZO-1等紧密连接蛋白),并有效调节促炎(TNF-α、IL-1β、IL-33)与抗炎(IL-10、TGF-β)细胞因子平衡。其作用机制涉及抑制TLR2/MyD88/NF-κB信号通路活化,并通过16S rRNA测序证实PPH可恢复肠道菌群稳态。该研究为基于“肠—肺轴”的肺炎治疗提供了新型天然多肽候选策略,具有重要的转化医学价值。
引言
肺炎作为全球范围内发病率和死亡率较高的呼吸道感染性疾病,尤其在医疗资源匮乏地区对儿童健康构成严重威胁。近年来研究发现,肠道菌群与肺部免疫之间存在密切的双向调控关系,即“肠—肺轴”。粪肠球菌(Enterococcus faecalis)来源的脂磷壁酸(LTA)是诱发肺炎的重要致病因子,其通过激活天然免疫信号通路引起过度炎症反应。当前临床治疗仍以抗生素为主,但存在靶向性差、副作用显著等问题,因此开发具有免疫调节功能的天然产物成为研究热点。
东方胡蜂(Vespa orientalis)属于胡蜂科,其幼虫和蛹含有丰富的蛋白质及生物活性肽,以往研究多集中于其毒液的抗菌、抗肿瘤活性,但有关蛹肽水解物在炎症性疾病特别是肺炎中的应用尚未见报道。本研究旨在从东方胡蜂蛹中制备肽水解物(PPH),并评价其在LTA诱导肺炎模型中的保护作用及机制。
材料与方法
通过酶解(溴木瓜酶)和液相色谱-质谱联用技术(LC–MS/MS)从东方胡蜂蛹中提取并鉴定PPH的成分。选用BALB/c小鼠,以10 mg/kg LTA灌胃建立肺炎模型,并设置正常对照组(NC)、模型组(LTA)、低剂量PPH组(LPPH,200 mg/kg)、高剂量PPH组(HPPH,400 mg/kg)以及未酶解粗提物组(CR,300 mg/kg)。实验周期28天,监测体重变化、进食进水量和疾病活动指数(DAI)。采集血清、肺组织和结肠组织,进行组织病理学(H&E染色)、黏液染色(PAS和阿新蓝)、免疫组化(Mucin-2、Mucin-4)、免疫荧光(Claudin-1、Occludin、ZO-1)和蛋白免疫印迹(NF-κB、TLR2/MyD88通路相关蛋白)分析。通过ELISA检测血清细胞因子水平,qPCR检测组织mRNA表达,并利用16S rRNA测序分析肠道菌群组成和功能。
结果
PPH中包含12种特征性肽段,分子量分布广泛,氨基酸组成以赖氨酸、天冬氨酸、谷氨酸和丝氨酸为主,这些氨基酸与免疫调节和抗氧化功能密切相关。
在LTA诱导的肺炎模型中,小鼠出现明显的肺部炎症和结肠缩短,体重下降,进食进水量减少。PPH干预后,上述症状得到显著缓解,尤以高剂量组效果更为明显。组织病理学显示,PPH治疗减轻了肺组织炎性浸润、肺泡结构破坏及结肠上皮损伤,杯状细胞数量回升,黏液层增厚。
免疫组化和免疫荧光结果表明,PPH显著上调结肠和肺中Mucin-2、Mucin-4以及紧密连接蛋白(Claudin-1、Occludin、ZO-1)的表达,说明PPH有助于恢复上皮屏障完整性。
在分子机制方面,PPH抑制了LTA引起的NF-κB通路关键蛋白磷酸化(p-p65、p-IκBα、p-IKKβ)以及TLR2和MyD88的过度表达,并显著降低促炎因子TNF-α、IL-1β、IL-33水平,同时提升抗炎因子IL-10、TGF-β、IL-4的表达,呈现剂量依赖性调控特点。
16S rRNA测序分析显示,LTA导致肠道菌群严重失调,表现为厚壁菌门(Firmicutes)增多、拟杆菌门(Bacteroidetes)和放线菌门(Actinomycetota)比例下降。PPH干预后,菌群多样性得以恢复,乳酸杆菌属(Lactobacillus)、双歧杆菌属(Bifidobacterium)、毛螺菌科(Lachnospiraceae)等有益菌显著富集,菌群功能预测显示与抗炎、短链脂肪酸生成相关的代谢通路得以增强。
讨论
本研究系统阐释了PPH通过多靶点、多通路缓解LTA诱导肺炎的机制。其作用不仅局限于肺部,还通过“肠—肺轴”调节全身免疫反应。PPH抑制NF-κB通路的活化可能是其抗炎作用的核心,同时它通过修复肠道机械屏障与生物屏障(菌群),协同发挥免疫调节功能。多种生物活性肽的协同效应可能是PPH具有显著效果的原因,这为开发肺炎辅助治疗的新型功能肽制剂提供理论依据。
结论
东方胡蜂蛹肽水解物(PPH)能够有效缓解LTA诱导的肺炎,其机制与抑制TLR2/MyD88/NF-κB信号通路、调节细胞因子网络、修复肠道及肺组织屏障功能以及重塑肠道微生态平衡密切相关。本研究从“肠—肺轴”角度出发,为天然源免疫调节肽在呼吸系统感染性疾病中的应用提供了新的思路和实验证据。
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