发酵大豆蛋白美拉德反应产物通过抑制TLR2/NF-κB信号通路和恢复短链脂肪酸减轻阴道加德纳菌诱导的阴道及肠道炎症

《Journal of Functional Foods》：Fermented soy protein Maillard reaction products attenuate Gardnerella vaginalis-induced vaginal and intestinal inflammation: involvement of TLR2/NF-κB suppression and short-chain fatty acid restoration

　　

细菌性阴道病（bacterial vaginosis，BV）是育龄期女性最常见的阴道感染性疾病，其本质是阴道微生态失衡。研究人员前期制备的发酵大豆蛋白美拉德反应产物（fermented soy protein Maillard reaction product，MRPF）已被证实具有抗炎活性，但对其在阴道加德纳菌（Gardnerella vaginalis）诱导的阴道及肠道炎症中的改善作用尚不清楚。本研究旨在探究大豆蛋白美拉德反应产物（Maillard reaction product，MRP）及其发酵衍生物MRPF对G. vaginalis诱导的阴道和肠道炎症的缓解效应，重点关注TLR2/NF-κB信号通路抑制、肠道屏障完整性恢复以及肠道菌群调节和短链脂肪酸（short-chain fatty acids，SCFA）的恢复。研究采用VK2/E6E7人阴道上皮细胞模型和G. vaginalis诱导的BV小鼠模型，通过蛋白质印迹法（Western blot）、实时荧光定量PCR（qRT-PCR）、免疫组织化学（IHC）、16S rRNA基因测序及气相色谱-火焰离子化检测（GC-FID）等技术，系统评估了MRP和MRPF的抗炎效果。结果表明，在细胞层面，MRP和MRPF均显著抑制了G. vaginalis诱导的NF-κB通路激活（p65和IκB磷酸化降低）及促炎细胞因子TNF-α和NOS2的mRNA表达；在动物模型中，MRP和MRPF处理显著降低了阴道组织中G. vaginalis的定植量（p < 0.001），减轻了阴道上皮增厚和脱落等组织病理学改变，并抑制了宫颈和结肠组织中TLR2/NF-κB及其下游MAPK信号通路的过度激活。值得注意的是，MRPF在恢复肠道紧密连接蛋白Occludin、Claudin-5和ZO-1的表达、改善结肠长度缩短方面显著优于MRP，且MRPF处理显著提高了粪便中乙酸和丁酸的含量，并调节了肠道菌群组成，包括降低Firmicutes/Bacteroidetes（F/B）比值、富集Muribaculaceae和Faecalibaculum等与SCFA产生相关的菌属。综上所述，发酵处理赋予MRPF更强的肠黏膜屏障保护和肠道菌群调节活性，表明MRP和MRPF，尤其是MRPF，有望作为膳食干预策略用于改善BV相关的阴道及肠道炎症。

**研究背景与现存问题**

细菌性阴道病（bacterial vaginosis，BV）是育龄期女性最常见的阴道感染性疾病，其本质为阴道微生态失衡。健康状态下，阴道微环境以乳杆菌属（Lactobacillus）为优势菌群，其通过产乳酸维持酸性环境（pH 3.5–4.5）并产生过氧化氢等抑菌分子，共同限制致病菌定植。当乳杆菌优势状态被破坏，阴道加德纳菌（Gardnerella vaginalis）等机会性厌氧菌大量增殖，进而诱发BV。现有标准抗菌疗法（甲硝唑、克林霉素）治疗后6–12个月内复发率高达50–80%，凸显了开发替代策略的紧迫性。G. vaginalis的致病机制核心在于通过其细胞壁成分激活Toll样受体2（Toll-like receptor 2，TLR2），经由MyD88依赖性途径启动NF-κB信号级联，释放促炎介质，破坏上皮屏障完整性。已有证据表明肠道菌群与阴道微生态之间存在双向对话，特定肠道菌群组成可通过血浆代谢物介导影响宿主对阴道炎的易感性，提示肠道菌群是调节阴道健康的潜在治疗靶点。前期研究已证实大豆分离蛋白来源的美拉德反应产物（Maillard reaction product，MRP）及其鼠李糖乳杆菌（Lacticaseibacillus rhamnosus）IM18发酵衍生物MRPF具备通过调节NF-κB信号的抗炎活性，但其对G. vaginalis诱导的阴道及肠道炎症的作用尚未见报道。

**研究目的与意义**

本研究旨在系统评估MRP和MRPF对G. vaginalis诱导的阴道和肠道炎症的改善效应，重点关注TLR2/NF-κB信号通路抑制、肠道屏障完整性恢复以及肠道菌群调节和短链脂肪酸（short-chain fatty acids，SCFA）的恢复。研究结果将为开发基于发酵大豆蛋白美拉德反应产物的膳食功能原料用于BV辅助管理提供科学依据。

**关键技术与方法**

研究采用细胞和动物双层次模型。细胞实验使用VK2/E6E7人阴道上皮细胞（ATCC CRL-2616），以感染复数（multiplicity of infection，MOI）为20的G. vaginalis（KCTC 5096）刺激。动物实验选用6周龄雌性C57BL/6小鼠（Samtako Bio Korea），经β-雌二醇-3-苯甲酸处理并阴道接种1×10⁸ CFU的G. vaginalis建立BV模型（IACUC批准号：KUIACUC-2024-0035），MRP和MRPF以1500 mg/kg剂量口服灌胃5天。核心技术手段包括：蛋白质印迹法检测TLR2/MyD88/TRAF6及NF-κB和MAPK通路磷酸化水平；实时荧光定量PCR（qRT-PCR）检测炎症因子mRNA表达；免疫组织化学（IHC）分析结肠紧密连接蛋白Occludin、Claudin-5和ZO-1表达；16S rRNA基因V3–V4区高通量测序（Illumina MiSeq，QIIME2流程，SILVA 138.2数据库）结合LEfSe差异分析评估肠道菌群；气相色谱-火焰离子化检测（GC-FID）定量6种粪便SCFAs。

**研究结果**

**3.1 MRP和MRPF抑制G. vaginalis诱导的NF-κB激活和促炎细胞因子表达**：在VK2/E6E7细胞中，G. vaginalis刺激显著增强p65和IκB磷酸化及TNF-α和NOS2的mRNA表达，MRP和MRPF处理均显著逆转上述改变，且作用强于未发酵的ISP。

**3.2 G. vaginalis定植量评估**：qPCR证实BV模型小鼠阴道组织中G. vaginalis丰度显著升高，MRP和MRPF处理显著降低细菌定植量（p < 0.001和p < 0.0001）。

**3.3 组织病理学分析**：H&E染色显示G. vaginalis感染导致阴道上皮增厚（p < 0.01）和脱落评分升高（p < 0.05），MRP和MRPF处理显著改善上皮增厚，MRPF显著减轻上皮脱落。

**3.4 宫颈组织TLR2/NF-κB信号通路抑制**：Western blot显示G. vaginalis显著上调TLR2、MyD88、TRAF6蛋白表达及p65、IκB、ERK磷酸化水平，MRPF显著抑制所有上游分子表达，MRP和MRPF均显著抑制下游磷酸化级联。

**3.5 肠道菌群和SCFA调节**：16S rRNA测序显示，与GV组相比，MRP和MRPF处理降低了α多样性指数（Chao1、Shannon等），β多样性分析（PERMANOVA，Bray-Curtis R²=0.163，p=0.008；Weighted UniFrac R²=0.361，p=0.003）表明组间菌群结构显著分离。MRPF显著降低F/B比值，富集Muribaculaceae和Faecalibaculum（LEfSe，LDA≥2.0），GV组富集脱硫弧菌科（Desulfovibrionaceae）。GC-FID分析表明，G. vaginalis感染显著降低乙酸、丁酸、丙酸和戊酸含量并升高异丁酸和异戊酸，MRPF显著恢复乙酸和丁酸水平并降低支链脂肪酸。

**3.6 肠道屏障功能恢复**：IHC和qRT-PCR显示GV组结肠Occludin、Claudin-5和ZO-1表达显著下降，结肠长度缩短（p < 0.0001）；MRP和MRPF均显著恢复上述指标，其中MRPF在Occludin和ZO-1恢复方面显著优于MRP。

**3.7 结肠组织TLR2/NF-κB和MAPK通路抑制**：G. vaginalis显著上调结肠TLR2、MyD88、TRAF6及p65、IκB、p38、ERK、JNK的磷酸化，MRP和MRPF处理均显著抑制这些信号分子的激活，MRPF对上游分子的抑制效果更明显。

**讨论与结论**

讨论部分指出，MRP和MRPF的抗炎活性机制存在差异：MRP主要作用于NF-κB下游节点，与其所含美拉德反应中间产物和类黑精的ROS清除和IKK抑制特性一致；MRPF因发酵过程中乳酸菌产生的生物活性肽、大豆异黄酮苷元（如染料木素）等成分的协同作用，展现出对TLR2和TRAF6上游信号的更强抑制。肠道菌群方面，MRPF恢复乙酸和丁酸的能力与Muribaculaceae、Faecalibaculum等产SCFA菌属富集相吻合，丁酸作为结肠上皮主要能量底物和紧密连接蛋白诱导因子，部分解释了MRPF优越的肠屏障修复效果。研究结论认为，MRP和MRPF，尤其是发酵衍生物MRPF，能够通过抑制TLR2/NF-κB信号通路、减轻阴道和肠道炎症、恢复肠道屏障完整性并重塑肠道菌群代谢，作为膳食功能原料在阴道和肠道炎症的饮食管理中具有潜在应用价值。