来自 MN-LF23 发酵乳杆菌的脂磷壁酸，通过 TLR2 介导的 MAPK 和 PI3K/Akt 通路调控，抑制幽门螺杆菌诱导的炎症

《Food Bioscience》：Lipoteichoic acid from Limosilactobacillus fermentum MN-LF23 suppresses Helicobacter pylori-induced inflammation via TLR2-mediated modulation of MAPK and PI3K/Akt pathways

　　

摘要

背景
幽门螺杆菌（Hp）感染是慢性胃炎和胃癌发生的主要病因，但当前基于抗生素的根除疗法面临抗生素耐药性上升和肠道菌群失调的挑战，凸显了对安全有效非抗生素辅助策略的迫切需求。本研究旨在鉴定来自发酵乳杆菌MN-LF23（Limosilactobacillus fermentum MN-LF23）的关键后生元组分，该组分具有抑制Hp的作用，并阐明其抗炎机制。

方法
采用Hp感染的人胃黏膜上皮细胞（GES-1）模型，比较了不同MN-LF23组分（包括活菌、热灭活菌、发酵上清液、裂解沉淀、脂磷壁酸（LTA）和肽聚糖（PG））的抗炎活性。在C57BL/6J小鼠中，给予高剂量或低剂量LTA或三联疗法，通过RNA-seq和RT-qPCR评估炎症、组织学及通路基因表达；并使用TLR2抑制剂（C29）确认受体依赖性。

结果
仅LTA而非PG可在体外抑制IL-6和IL-8。体内实验中，LTA以剂量依赖性方式降低血清IL-6、IL-1β、TNF-α水平和胃损伤，高剂量LTA疗效可与三联疗法相当。转录组学分析结合KEGG分析显示，Hp诱导的炎症反应主要富集于MAPK和PI3K/Akt信号级联。Western blot分析进一步证实LTA治疗显著降低了ERK1/2、AKT和NF-κB p65的磷酸化水平。重要的是，C29阻断TLR2后，LTA的保护作用被消除，细胞因子出现反弹，相关通路重新激活。

结论
L. fermentum MN-LF23来源的LTA通过激活TLR2抑制MAPK和PI3K/Akt信号通路，缓解Hp诱导的胃炎症，确立了LTA作为关键抗炎后生元组分的地位。

引言

幽门螺杆菌（Hp）是一种选择性定植于人胃黏膜的革兰氏阴性细菌病原体，是慢性活动性胃炎的主要致病因子，并被国际癌症研究机构列为I类致癌物（Z. Wu等，2025）。尽管治疗手段不断进步，Hp的全球患病率仍然很高（Y. C. Chen等，2024）。持续的定植在胃黏膜中引发持续的炎症微环境，若未能有效解决，将驱动从慢性胃炎到胃萎缩、肠化生，最终发展为胃腺癌的渐进性病理级联（Correa, 1992）。

Hp黏附于胃黏膜后，将毒力因子（关键包括与细胞毒性相关基因A（CagA）蛋白）注射入宿主上皮细胞（Takahashi-Kanemitsu等，2020）。与此同时，宿主固有免疫系统通过多种模式识别受体（PRRs）检测Hp。胃上皮细胞表达的Toll样受体（TLRs）——包括TLR2（识别脂蛋白和糖脂）、TLR4（识别脂多糖）、TLR5（识别鞭毛蛋白）和TLR9（识别CpG DNA）——共同贡献炎症反应（Castano-Rodriguez等，2014）。细胞内NOD样受体（NLRs），尤其是NOD1（Viala等，2004），识别进入胞质的Hp肽聚糖片段，而NLRP3炎症小体介导caspase-1依赖的IL-1β和IL-18成熟，进一步放大胃黏膜炎症（Semper等，2014）。这些毒力诱导信号和PRR介导通路汇聚于复杂的细胞内信号网络，激活NF-κB及其他转录因子，编排促炎趋化因子的 massive 转录，如IL-8和TNF-α，驱动中性粒细胞和巨噬细胞浸润、氧化损伤及黏膜屏障破坏。

当前一线根除策略主要依赖质子泵抑制剂联合广谱抗生素的经验性方案（Malfertheiner等，2022）。然而，全球多药耐药性的升级显著提高了根除失败率（Tshibangu-Kabamba等，2021）。此外，长期抗生素暴露常诱发肠道菌群失调及其他不良副作用（Iino等，2021；Ramirez等，2020）。这些重要的临床局限性凸显了对新型、安全、非抗生素辅助策略的迫切需求，以有效减轻Hp驱动的炎症。

后生元——由国际益生菌和益生元科学协会（ISAPP）定义为赋予宿主健康益处的非活微生物和/或其组分的制剂（Salminen等，2021）——已成为一种有前景的免疫调节策略。最近，多种后生元制剂，如热灭活菌（Mehling等，2013）和胞外多糖（Yu等，2024），在减轻Hp诱导的胃炎症方面显示出令人鼓舞的潜力。然而，驱动这些益处的确切分子效应因子仍尚不明确。在乳酸菌（LAB）的生物活性成分中，脂磷壁酸（LTA）作为主要的细胞壁免疫调节分子发挥作用（Moradi等，2021）。作为经典的病原体相关分子模式（PAMP），LTA主要且特异性地被宿主Toll样受体2（TLR2）识别（Yamasaki-Yashiki等，2024）。结合后，LTA-TLR2轴可启动不同的细胞内信号级联（Lebeer等，2010）。有趣的是，这一识别过程具有高度菌株特异性：来自致病细菌的LTA通常触发强烈的促炎反应，而来自有益乳杆菌属的LTA则频繁利用TLR2诱导免疫耐受并发挥抗炎作用。例如，副干酪乳杆菌D3-5来源的LTA已被证明可改善与衰老相关的肠道渗漏和炎症（S. Wang等，2020），而植物乳杆菌ZJ316来源的LTA则显著抑制巨噬细胞诱导的肠上皮炎症模型中促炎细胞因子的分泌（Han等，2025）。此外，LTA在Hp诱导的胃炎症中的特异性抗炎功效在很大程度上仍未被探索。

我们之前的体内研究确立，从乳凝块中分离的活发酵乳杆菌MN-LF23（L. fermentum MN-LF23，存于中国普通微生物菌种保藏管理委员会普通菌种保藏中心，保藏号No. 23523），可强有力地降低胃Hp定植并显著减轻胃炎症（Zhao等，2022）。然而，该特定菌株抗炎活性的核心物质基础和潜在分子机制尚未阐明。LTA是革兰氏阳性菌主要的细胞壁两亲性分子，且经典地由TLR2识别。鉴于TLR2在感知细菌糖脂方面及其调节下游MAPK和PI3K/Akt信号通路的能力已被确立，我们假设MN-LF23的抗炎效应可能通过LTA依赖性地激活TLR2而介导。因此，本研究旨在系统筛选L. fermentum MN-LF23的各种组分，以鉴定其主要抗炎效应分子。在鉴定并分离出LTA作为关键活性成分后，我们进一步评估了其在Hp感染模型中的保护效力，探讨了LTA-TLR2相互作用在此过程中的参与，并研究其对Hp过度激活的MAPK和PI3K/Akt信号通路的下游调节机制。最终，这些发现将为开发基于LTA的后生元提供重要的理论基础，作为管理Hp相关胃部疾病新型、安全且靶向的非抗生素辅助疗法。

实验方法

菌种培养
将MN-LF23接种于MRS肉汤中，37°C培养，每12小时转接一次，使用前转接两次以确保最佳活力。
Hp ATCC43504接种于哥伦比亚血琼脂平板，在微需氧条件（85% N?，10% CO?，5% O?）下37°C培养48小时。经两轮活化后，收集细菌细胞备用。

建立Hp感染的GES-1细胞炎症模型
人胃黏膜上皮细胞（GES-1）接种于细胞培养板中。待细胞贴壁并生长至80%时……

活MN-LF23抑制Hp诱导的细胞炎症并恢复细胞活力
为验证该菌株的主要保护效力，我们评估了其对Hp感染的GES-1细胞的影响。Hp感染严重损害细胞活力并触发大量促炎细胞因子IL-6和IL-8的释放。活MN-LF23处理强有力地逆转了这些趋势，显示出与阿莫西林（AMX）相当的抗炎效应，同时在恢复细胞活力方面显著优于AMX（图1）。

MN-LF23的裂解沉淀抑制Hp诱导的细胞炎症
对MN-LF23各种组分的系统性筛选显示……

讨论

本研究的主要目标是定位L. fermentum MN-LF23的主要抗炎效应分子。我们的发现表明，纯化的LTA干预可有效减轻Hp感染的GES-1细胞炎症，且口服LTA可有效缓解小鼠Hp诱导的胃黏膜炎症和上皮损伤，疗效可与标准三联疗法相当。机制上，LTA抑制了……

利益冲突声明
作者声明不存在已知的可能影响本论文所报告工作的竞争性经济利益或个人关系。

CRediT作者贡献声明
赵宇航：撰写——初稿，软件，方法学，调查研究，概念化。
赵亮：资源，概念化。
牛晓康：软件，数据整理。
张立伟：软件，方法学。
张琪：验证。
毛跃建：监督指导。
赵晓辉：监督指导。
王然：撰写——审阅与编辑，可视化。

未引用参考文献
Arthur and Ley, 2013; Burgueno and Abreu, 2020; Chen等, 2024; Iino and Shimoyama, 2021; Li and Dewey, 2011; Li and Wu, 2021; Livak and Schmittgen, 2001; Manning and Toker, 2017; Mehling and Busjahn, 2013; Polk and Peek, 2010; Tshibangu-Kabamba and Yamaoka, 2021; Weidenmaier and Peschel, 2008.

伦理声明
本研究按照ARRIVE（动物研究：体内实验报告）指南进行。本研究已获北京古氏检测技术有限公司批准（批准号：No. GSCS-2025-035）。

数据可用性
数据可根据要求提供。

资金来源
本研究由中国国家重点研发计划（编号：2022YFF1100100）提供资金支持。

利益冲突声明
作者声明不存在已知的可能影响本论文所报告工作的竞争性经济利益或个人关系。

赵宇航 | 牛晓康 | 赵亮 | 张琪 | 张立伟 | 赵晓辉 | 毛跃建 | 王然
中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京，中国