《Heliyon》：The role of
E. coli Nissle 1917 in modulating inflammatory cytokine genes in LPS-stimulated THP-1 cells
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本研究针对慢性炎症疾病治疗需求，探讨了益生菌大肠杆菌Nissle 1917（EcN）上清液对LPS刺激的THP-1细胞炎症反应的调节作用。通过qPCR和ELISA技术发现，EcN上清能显著抑制促炎因子（TNF-α、IL-1β、IL-6等）表达，同时促进抗炎因子（IL-10、TGF-β）生成，为开发新型抗炎疗法提供了实验依据。
在当今社会，慢性炎症性疾病如心血管疾病、自身免疫疾病和炎症性肠病（IBD）的发病率不断攀升，构成了巨大的全球健康负担。这些疾病的核心问题在于免疫系统的失调——原本作为防御机制的炎症反应，一旦失控或持续过久，便会从保护者转变为破坏者，导致组织损伤和一系列并发症。尽管现有抗炎药物有一定疗效，但往往伴随着副作用、疗效不完全或长期使用效果受限等问题。因此，科学家们将目光投向了更安全、更自然的调节策略，益生菌及其代谢产物便是其中的明星选手。
在众多益生菌中，大肠杆菌Nissle 1917（EcN）可谓是一颗“明星菌株”。它不同于那些致病的“亲戚”，经过百年研究，被证明具有显著的免疫调节和抗炎特性。但直接使用活的益生菌有时会面临稳定性和安全性方面的挑战。于是，研究人员想到了一个巧妙的办法：使用益生菌的“代谢产物”——即细菌培养后获得的上清液，这类成分被称为“后生元”（postbiotics）。后生元包含了细菌产生的各种活性成分，如代谢物、酶、细胞碎片等，它们无需活的微生物参与就能发挥生物效应，具有更好的稳定性和应用前景。那么，EcN的上清液是否也能继承其“母体”的抗炎本领呢？它又是如何影响我们免疫细胞的行为的？
为了回答这些问题，由Seyed Mohammad Azizi、Sarvenaz Falsafi、Vahid Naseh和Seyed Davar Siadat组成的研究团队在《Heliyon》期刊上发表了一项研究，深入探讨了EcN上清液对炎症反应的调控作用。他们选择了一个经典的研究模型——THP-1细胞。这是一种人单核细胞白血病细胞系，在实验室里，可以用一种叫做佛波酯（PMA）的物质诱导它们分化成巨噬细胞。巨噬细胞是免疫系统的前线战士，在炎症反应中扮演着核心角色。研究人员先用脂多糖（LPS）——一种细菌细胞壁成分，是强烈的炎症诱导剂——来刺激这些巨噬细胞，模拟细菌感染引发的急性炎症状态。然后，他们再给这些“发炎”的细胞施加EcN的上清液，观察后者是否能“扑灭”这场细胞内的“炎症风暴”。
关键技术方法
本研究主要采用以下关键技术：利用PMA诱导THP-1单核细胞分化为巨噬细胞，建立体外炎症模型；使用商业来源的LPS（来自E. coli O26:B6）刺激细胞以诱发炎症反应；通过离心和过滤方法制备EcN细菌培养上清液；采用MTT法检测细胞活力以评估EcN上清液的安全性；运用实时定量PCR（qPCR）技术检测关键炎症相关细胞因子（包括IL-1β、TNF-α、IL-6、IL-8、MIP-1β、IL-10、TGF-β）的基因表达水平；通过酶联免疫吸附试验（ELISA）定量分析培养上清中TNF-α、IL-1β和IL-6的蛋白质分泌水平。
研究结果
3.1. PMA诱导的THP-1细胞形态
研究人员首先成功地将THP-1单核细胞诱导分化为巨噬细胞。显微镜下可以清晰地看到，细胞形态发生了显著变化：从原本圆形的单核细胞变成了体积更大、不规则形状、并伸出伪足的巨噬细胞样细胞。这为后续的炎症研究奠定了可靠的细胞模型基础。
3.2. Sandwich ELISA检测
为了了解炎症蛋白水平的变化，研究人员检测了细胞培养上清液中三种关键促炎因子的浓度。结果非常明确：
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TNF-α水平：LPS刺激使TNF-α分泌急剧升高至2110 pg/mL（对照组仅为23.33 pg/mL），而EcN上清液处理则显著地将这一高水平降低至1286.66 pg/mL。
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IL-1β水平：类似地，IL-1β在LPS刺激后飙升至2560 pg/mL（对照组为25.66 pg/mL），EcN上清液使其显著下降至1066.66 pg/mL。
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IL-6水平：IL-6的分泌也因LPS而大幅增加（1493 pg/mL vs 对照组15 pg/mL），EcN上清液处理组则降至750 pg/mL。
这些数据表明，EcN上清液能够在蛋白质翻译水平上有效抑制LPS诱导的促炎细胞因子分泌。
3.3. 基因表达分析
ELISA看到的是“结果”，而基因表达分析则能揭示“指令”层面的变化。通过qPCR检测细胞内部细胞因子基因的活跃程度，研究人员发现了更深入的机制：
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促炎因子基因表达受抑制：与仅用LPS处理的细胞相比，EcN上清液共同处理显著降低了促炎细胞因子TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-8和MIP-1β的基因表达水平。例如，IL-1β的基因表达在LPS组升高了17.2倍，而EcN处理组仅为6.3倍。
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抗炎因子基因表达被促进：更为重要的是，EcN上清液展现出了“扶正”的一面。它显著上调了抗炎细胞因子IL-10和TGF-β的基因表达。IL-10的表达在EcN处理组达到了7.27倍，远高于LPS组的3倍。
研究结论与意义
这项研究得出了一个清晰的结论：大肠杆菌Nissle 1917（EcN）的上清液能够双向调节免疫反应。它一方面像“消防员”一样，抑制LPS这把“火”点燃的促炎因子（TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-8、MIP-1β）的基因表达和蛋白质分泌；另一方面又像“调解员”，促进抗炎因子（IL-10、TGF-β）的表达，帮助机体恢复免疫平衡。这种作用在基因（mRNA）和蛋白（分泌水平）两个层面都得到了验证。
研究的深刻意义在于，它不仅仅再次证实了EcN的抗炎潜力，更重要的是将这种功效归因于其代谢产物——后生元。这意味着，未来有可能开发出基于EcN活性成分的、无需活菌的新型抗炎制剂。这类制剂可能具有更好的稳定性、安全性和可控性，为治疗炎症性肠病等慢性炎症性疾病提供了新的思路和候选策略。当然，正如作者所指出的，EcN上清液中具体是哪些活性分子（如短链脂肪酸、多胺、外膜囊泡OMVs、酶多糖等）在起主导作用，它们是通过何种具体信号通路（如NF-κB、TLR2、JAK/STAT）发挥效应的，还需要后续研究来精确解析。同时，在更复杂的动物模型和人体中进行验证也是未来的必要步骤。但毫无疑问，这项研究为利用益生菌衍生物对抗慢性炎症点亮了一盏有价值的探照灯。
