植物乳杆菌BF_15通过调控肠道菌群-屏障-免疫三元稳态抵御溃疡性结肠炎

《Food Science & Nutrition》：Lactiplantibacillus plantarum BF_15 Confers Protection Against Ulcerative Colitis by Orchestrating Gut Microbiota-Barrier-Immune Triad Homeostasis

　　

溃疡性结肠炎(UC)是一种全球流行的慢性炎性肠病，主要由免疫失调与肠道菌群紊乱驱动。本研究聚焦一株分离自婴儿粪便的植物乳杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)BF_15，评估其缓解UC的潜力。实验设对照组、葡聚硫酸钠(DSS)组、BF_15组与鼠李糖乳杆菌GG(LGG)组，益生菌按1×109 CFU/mL、0.1 mL/10 g体重灌胃21天。基于生理指标、肠道菌群及串联质谱标签(TMT)定量蛋白质组学探究机制。结果显示，BF_15干预将疾病活动指数(DAI)由3.00±0.50降至1.16±0.36(p<0.05)，改善体重下降与结肠缩短（长度由4.43±0.32 cm恢复至5.41±0.26 cm，p<0.05）；下调白细胞介素IL-6、IL-17A等促炎因子，上调IL-10（565.92±79.40 pg/mL升至656.84±66.01 pg/mL）与分泌型免疫球蛋白A(SIgA，9.75±1.29 μg/mL升至12.79±1.77 μg/mL)(p<0.05)，疗效与LGG相当。菌群分析表明BF_15恢复拟杆菌门(Bacteroidetes)相对丰度（28.02%升至30.85%）并调节菌群稳态。TMT蛋白质组学鉴定528个差异表达蛋白(DEPs)，BF_15对抗原加工与呈递(APC)通路的调控优于LGG。上述发现为UC治疗提供新靶点及益生菌株资源。

研究背景方面，溃疡性结肠炎(UC)是一种以持续性结肠炎症和黏膜溃疡为特征的慢性炎性肠病，长期用药存在不良反应与复发率高的问题。肠道菌群失调被视作UC启动的关键因素，可破坏肠黏膜屏障并引发促炎细胞因子释放，形成炎症-菌群-屏障恶性循环。虽然食物源益生菌在UC中已有大量报道，但人源尤其是母婴源益生菌因生物相容性和安全性优势，系统研究仍稀缺。研究人员前期已从健康母乳喂养婴儿粪便分离出植物乳杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)BF_15，完成全基因组测序（GenBank CP089516-CP089517）并获中国发明专利（ZL202010193432.4），初步动物实验显示其缓解DSS结肠炎效果与LGG相当。为填补人源益生菌抗UC机制空白，研究人员在《Food Science 》报道了该项工作，系统结合生理表型、16S rRNA测序与TMT定量蛋白质组学揭示BF_15通过“菌群-屏障-免疫”三元稳态发挥保护作用的证据链。

关键技术方法上，研究人员采用7周龄雄性C57BL/6J小鼠（北京SPF生物技术公司），适应性饲养后分为对照、DSS、BF_15、LGG四组（n=10）。益生菌提前灌胃21天（1×10⁹ CFU/mL，0.1 mL/10 g体重），第4周用0.8 g/mL DSS溶液灌胃7天建立急性结肠炎模型（替代自由饮用法以降低变异）。疾病活动指数(DAI)依据体重丢失、粪便性状与潜血评分。血清细胞因子与SIgA用ELISA定量；结肠内容物做16S rRNA V3-V4区高通量测序（Illumina MiSeq PE300）；结肠组织做TMT标记定量蛋白质组学（MaxQuant分析，FDR≤0.01，差异阈值fold change>1.2或<0.83且p<0.05），并进行KEGG富集。

研究结果部分，3.1节BF_15缓解DSS诱导临床症状中，DAI由DSS组3.00±0.50降至BF_15组1.16±0.36（LGG组0.93±0.20），活动度、被毛、粪便性状同步改善，证明BF_15疗效媲美LGG。3.2节BF_15改善结肠病理中，DSS组结肠长4.43±0.32 cm（对照6.72±0.32 cm），BF_15与LGG分别恢复至5.41±0.26 cm与5.37±0.34 cm，宏观水肿出血减轻。3.3节BF_15调节全身炎症反应中，DSS升高IL-6、IL-17A、TNF-α、IFN-γ并降低IL-10、SIgA；BF_15处理使IL-6降至89.24±12.60 pg/mL、IL-10升至656.84±66.01 pg/mL、SIgA升至12.79±1.77 μg/mL，趋向对照水平。3.4节BF_15重塑肠道菌群组成中，DSS使Bacteroidetes从49.92%跌至28.02%、Proteobacteria等异常增殖；BF_15将其回升至30.85%，并逆转属水平Lachnospiraceae、Bacteroidales S24-7等有益菌下降及Ruminococcaceae UCG-014等有害菌上升。3.5节蛋白质组揭示BF_15介导APC通路调制中，TMT共定量35531个蛋白，DSS vs 对照947个差异、BF_15 vs DSS 528个（LGG仅161个）。BF_15独特回调139个蛋白，包含上调谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、聚合免疫球蛋白受体(pIgR)，下调legumain、ALOX15、MMP-2、ApoC-III；KEGG显示抗原加工与呈递(APC)通路显著富集，BF_15较LGG调控更广的APC相关蛋白集（如legumain、cathepsin B、HSP70-2、TAP结合蛋白等）。

讨论部分总结，研究人员指出母婴源BF_15在宿主相容性与定植力上优于食物源株，其下调IL-6/IL-17A、上调IL-10/SIgA的免疫调节谱与LGG平行；菌群端恢复Bacteroidetes并抑制Proteobacteria扩张，呼应“菌群-屏障-免疫”轴心；蛋白质组首次将益生菌抗UC机制锚定到APC通路——该通路既往多在黄酮类药物7,8-DHF研究中出现，益生菌层面鲜有报道，构成本文学理增量。结论部分翻译如下：结合体内动物实验、16S rRNA基因测序与TMT定量蛋白质组学，本研究首次证实母乳喂养婴儿源植物乳杆菌BF_15通过调控APC通路与恢复肠道菌群稳态缓解UC，为UC靶向益生菌干预提供新见解；需注意BF_15保护作用仅在小鼠模型验证，疗效有待临床试验进一步确认。