低聚果糖补充与DSS诱导结肠炎预防模型中耐受性DC-Treg应答相关

《Journal of Functional Foods》：Fructooligosaccharides supplementation associates with tolerogenic DC-Treg responses in a preventive model of DSS-induced colitis

　　

低聚果糖（FOS）已被证明可减轻DSS诱导的急性结肠炎，但其潜在的免疫机制仍不清楚。在此，研究人员探究了在预防性小鼠模型中，FOS的保护作用是否与肠道树突状细胞（DC）和调节性T细胞（Treg）应答的调节相关。在体内，FOS补充（2 g/kg，持续两周）降低了疾病活动性和结肠炎症，增加了肠系膜淋巴结中的CD103⁺ DC，同时减少了CD103^-CD11b⁺ DC，并增强了炎症结肠黏膜中Treg和IL-10⁺细胞应答，且这些细胞呈空间邻近分布。在体外，FOS条件化的粪便发酵选择性富集了乳杆菌属（Lactobacillus），并抑制了LPS诱导的骨髓来源树突状细胞（BMDC）活化，表现为CD86^hi细胞比例降低。总体而言，这些发现表明FOS可能促进耐受性DC表型，从而支持抗炎Treg应答，提示其作为IBD益生元干预的潜力。

炎症性肠病（IBD）是一组慢性胃肠道疾病，主要包括溃疡性结肠炎（UC）和克罗恩病（CD），其发病机制涉及遗传易感性、肠道菌群失调和免疫调节异常。近年来，干预策略从控制炎症转向早期预防和疾病修饰，益生元如低聚果糖（FOS）通过调节肠道菌群可能恢复肠道稳态，但FOS缓解结肠炎的免疫机制尚不明确。本研究旨在探究FOS是否通过调节肠道树突状细胞（DC）和调节性T细胞（Treg）轴来发挥保护作用。研究人员在DSS诱导结肠炎小鼠预防模型中，给予FOS补充（2 g/kg/day，两周），发现FOS减轻了疾病活动度和结肠炎症，增加了肠系膜淋巴结（MLN）中CD103⁺ DC亚群，减少了CD103^-CD11b⁺ DC，并增强了结肠固有层中Treg和IL-10⁺细胞应答。体外粪便发酵实验表明，FOS选择性富集了乳杆菌属（Lactobacillus），且FOS发酵上清抑制了LPS诱导的骨髓来源树突状细胞（BMDC）活化，表现为CD86^hi细胞比例降低。这些发现提示FOS可能通过“菌群-代谢物-宿主DC-Treg”级联促进耐受性免疫应答，为FOS作为IBD的膳食干预提供了机制支持。论文发表在《Journal of Functional Foods》。

主要技术方法：使用C57BL/6小鼠（购自湖南SJA实验动物有限公司），预防性口服FOS（2 g/kg/day）两周，随后以3% DSS诱导急性结肠炎。通过流式细胞术分析肠系膜淋巴结（MLN）中树突状细胞（DC）亚群（CD103⁺CD11b^-、CD103⁺CD11b⁺、CD103^-CD11b⁺）。采用多重免疫组化（mIHC）检测结肠固有层中CD4⁺Foxp3⁺ Treg和IL-10⁺细胞。体外粪便发酵：收集健康小鼠结肠内容物，在厌氧条件下与FOS共培养24小时，通过16S rRNA基因测序分析菌群组成，气相色谱-质谱联用（GC-MS/MS）检测短链脂肪酸（SCFA）。分离并培养骨髓来源树突状细胞（BMDC），用发酵上清预处理后以LPS刺激，流式细胞术检测CD86表达。

研究结果：

3.1. FOS补充增加了小鼠肠道CD103⁺树突状细胞亚群（FOS supplementation expands intestinal CD103⁺ dendritic cell subsets in mice）：通过流式细胞术分析MLN，发现与对照组相比，FOS处理显著增加了健康小鼠和结肠炎小鼠中CD103⁺CD11b⁺ DC的比例，并趋向于增加CD103⁺CD11b^- DC，同时显著减少了促炎性的CD103^-CD11b⁺ DC亚群。

3.2. FOS补充增强了结肠炎小鼠结肠Treg和IL-10⁺细胞应答（FOS supplementation enhances colonic Treg and IL-10⁺ cell responses in colitic mice）：通过mIHC分析，发现与DSS组相比，FOS处理组结肠固有层中Foxp3⁺ Treg在CD4⁺ T细胞中的比例显著增加，IL-10⁺细胞占总细胞的比例也显著增加，且这些细胞在炎症区域呈空间邻近分布。

3.3. FOS调节体外粪便发酵中的菌群和代谢（FOS modulates fecal microbiota and metabolism in in vitro fermentation）：通过16S rRNA测序，与对照培养基相比，FOS培养基中菌群Shannon多样性指数显著降低，乳杆菌属相对丰度有增加趋势（但未达到统计学显著性）。GC-MS检测显示，FOS发酵上清中乙酸、丙酸和异丁酸浓度显著低于对照。

3.4. FOS发酵上清诱导较低程度的BMDC活化（FOS fermentation broth induces a lower degree of BMDCs activation）：体外BMDC活化实验表明，与对照发酵上清（FBET）相比，FOS发酵上清（FBFOS）处理的BMDC中CD103⁺细胞比例显著降低，且CD86平均荧光强度（MFI）下降，提示FBFOS抑制了BMDC的活化。

讨论部分指出，FOS可能通过菌群-代谢物-宿主DC-Treg级联恢复免疫稳态。在体外发酵中，FOS降低了SCFA水平，但可能通过富集乳酸杆菌产生其他代谢物（如吲哚-3-乳酸）发挥抗炎作用。研究结论：总之，本研究证明FOS缓解了DSS诱导的结肠炎，并提供了证据表明这种保护作用与肠道菌群-树突状细胞-调节性T细胞（DC-Treg）轴的调节相关。这些发现提示了一个潜在的机制框架，即益生元可能通过该框架与宿主免疫相互作用，并支持未来评估FOS作为IBD候选膳食干预措施的理论依据。