問題引入:腸道炎癥的“矛盾解藥”
炎癥性腸病(IBD)困擾全球超600萬人,患者腸道長期處于“戰(zhàn)火”狀態(tài)。傳統(tǒng)觀點認為,調控細胞生長的Wnt/β-連環(huán)蛋白信號通路一旦失調會加劇炎癥。但最新研究發(fā)現(xiàn):腸道上皮細胞中缺失一種名為Axin1的蛋白,反而能顯著減輕結腸炎——這一反直覺現(xiàn)象的背后,竟與腸道菌群的“生態(tài)重組”密切相關。
研究背景:Axin1的“雙面角色”
Axin1是Wnt信號通路的“剎車蛋白”,能抑制腸道細胞過度增殖。此前研究發(fā)現(xiàn),它在細菌感染中扮演防御角色:沙門氏菌會刻意降低Axin1水平以入侵細胞。但在炎癥性腸病患者樣本中,Axin1的表達卻異常升高,且與促炎因子TNF-α、IL-6水平正相關。這引發(fā)疑問:Axin1在腸道炎癥中究竟是敵是友?
方法創(chuàng)新:基因編輯小鼠揭開謎底
研究團隊構建了兩種特殊小鼠模型:
- 腸道上皮細胞Axin1敲除鼠(Axin1ΔIEC)
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潘氏細胞(腸道抗菌衛(wèi)士)Axin1敲除鼠(Axin1ΔPC)
通過對比正常小鼠,觀察腸道結構、菌群變化及炎癥反應。
關鍵發(fā)現(xiàn):
- 潘氏細胞“變形記”:Axin1缺失導致潘氏細胞(分泌抗菌肽的“守門員”)形態(tài)異常,抗菌蛋白溶菌酶減少。
- 黏液屏障變薄,益生菌反增:敲除鼠腸道黏液層厚度下降,但Akkermansia muciniphila(A. muciniphila) 這種“黏液分解專家”的豐度飆升10倍以上。
- 菌群移植逆轉表型:當敲除鼠與正常鼠“混居”4周后,A. muciniphila水平回落,腸道炎癥抵抗力消失。
實驗驗證:益生菌的“保護盾”效應
為驗證A. muciniphila的核心作用,團隊設計了兩組實驗:
- 口服A. muciniphila:正常小鼠補充該菌后,DSS(葡聚糖硫酸鈉)誘導的結腸炎癥狀顯著減輕,結腸長度恢復近30%(下圖左);
- 抗生素清除菌群:敲除鼠使用抗生素后,腸道細胞增殖速度放緩,保護效應消失。
圖示:Axin1敲除鼠(右)結腸結構完整,炎癥輕微;正常鼠(左)結腸嚴重損傷(紅色為炎癥細胞浸潤)。
結論展望:腸道健康的“菌群鑰匙”
這項研究首次揭示:Axin1缺失通過重塑菌群——尤其是提升A. muciniphila——間接保護腸道。這種菌能分解黏液卻抑制炎癥,堪稱“矛盾衛(wèi)士”。
現(xiàn)實意義:
- IBD治療新靶點:調控Axin1或直接補充A. muciniphila,有望成為抗結腸炎新策略。
- 警惕菌群干預風險:研究也警示,抗生素濫用可能破壞這種天然保護機制。
局限性:
- 小鼠模型不能完全模擬人類復雜腸道環(huán)境;
- A. muciniphila豐度與黏液層的平衡機制仍需深挖。
科學家提示:腸道是“菌群宇宙”,一個蛋白的缺失可能引發(fā)連鎖生態(tài)反應。未來研究將探索如何精準調控這一網(wǎng)絡,讓IBD患者告別反復炎癥之苦。