植物乳杆菌通过吲哚-3-乳酸-AHR信号通路促进猪的肠道杯状细胞分化

《npj Biofilms and Microbiomes》：Lactiplantibacillus plantarum promotes intestinal goblet cell differentiation via indole-3-lactic acid–AHR signaling in pigs

　　

摘要

猪的肠道微生物群在发育过程中会不断变化，从而维持肠道的稳态。然而，不同发育阶段的微生物变化是否与上皮细胞的发育有关，目前仍不清楚。本研究通过对猪肠道微生物组进行纵向宏基因组分析，发现Lactiplantibacillus plantarum是一种在哺乳期暂时富集的细菌，其与杯状细胞的数量呈正相关。通过给哺乳期仔猪补充L. plantarum，证实了这种关联，结果显示仔猪回肠中的杯状细胞数量以及基因的表达均有所增加。进一步将L. plantarum与猪回肠类器官共培养后，发现其无细胞上清液能够促进回肠类器官的生长以及杯状细胞的分化。通过对回肠样本及细菌培养上清液进行综合的非靶向代谢组学分析，确定吲哚-3-乳酸（ILA）是L. plantarum产生的重要微生物代谢物。从机制上来看，ILA能够促进肠道干细胞的增殖以及基因的表达，同时还会增加回肠类器官中芳香烃受体（AHR）及其下游靶标的表达。使用FICZ激活AHR可提高基因的表达，而用CH-223191抑制AHR则会导致回肠类器官中基因表达下降。综上所述，这些研究揭示了L. plantarum–ILA–AHR信号通路在促进肠道杯状细胞分化中的作用，为了解断奶后猪上皮细胞稳态受微生物代谢物调控的机制提供了依据。