文獻ID: 發(fā)表期刊:Immunological Reviews 標題:Thenutrition-gut microbiome-physiology axis and allergic diseases 類型:Reviews 影響因子:9.614 發(fā)表年份:2017年 作者及單位:Charles R. Mackay ;Biomedicine Discovery Institute, Monash University 關鍵詞:過敏、哮喘、膳食纖維、SCFAs、自身免疫疾病 導讀: ① 細菌代謝產(chǎn)物會影響免疫應答,過敏、心血管疾病等可能與膳食纖維攝入不足有關; ② 細菌代謝膳食纖維的產(chǎn)物(如短鏈脂肪酸SCFAs)可結合G偶連蛋白受體,在促進腸內(nèi)穩(wěn)態(tài)和調(diào)節(jié)炎癥反應方面起關鍵作用,影響調(diào)節(jié)型T細胞和樹突狀細胞功能、上皮緊密性、腸內(nèi)穩(wěn)態(tài)及IgA抗體響應,SCFAs甚至修飾DNA,影響胎源性疾?。?/p> ③ “營養(yǎng)-腸道菌群-生理軸”概念的提出及相關研究,為過敏、哮喘等疾病的防控提供了新思路。 1. 關于SCFAs: 產(chǎn)生部位:近端結腸中微生物最多,產(chǎn)生的SCFAs也最多,主要來源于厭氧菌發(fā)酵 濃度:醋酸鹽~60 mmol l?1 ,丙酸鹽與丁酸鹽各~25 mmol l?1 ,血液中水平很低,在μmol l?1數(shù)量級。 作用靶細胞:腸道上皮細胞、腸道相關淋巴組織。丁酸在結腸上皮細胞內(nèi)部被β氧化成乙酰輔酶A,作為初級能量來源。 代謝的主要器官:通過肝門靜脈到達肝臟。乙酸可以被肌肉和大腦組織代謝,相比于血糖,還是次要的能量來源 SCFAs對組蛋白乙酰化以及宿主組織的甲基化調(diào)節(jié)均是依賴于飲食的。
2. GPCRs 免疫調(diào)節(jié)過程中GPCRs水平增多。脂肪酸激活GPCRS在免疫細胞中的表達,不同的Gα 蛋白亞基通過信號聯(lián)級反應誘導胞內(nèi)Ca2 的釋放,降低cAMP, PIP3水平,激活β- arrestin,這些信號通路對于過敏炎癥反應非常重要: GPR41:主要是丙酸鹽的受體,在結腸上皮細胞中表達較高,在胰腺與脾臟中表達較低。GPR41與飽腹感有關 ,需要脂肪細胞中SCFAs介導的瘦素的釋放。GPR41有造血功能,消耗丙酸鹽,減少DCs細胞抗原呈遞。
3. Vitamins 與免疫最相關的維生素是維生素A與維生素D,分別抑制淋巴細胞的增生與細胞毒性。維生素A來自蔬菜、動物肝臟、雞蛋。維生素D主要是暴露在陽光紫外線下由皮膚合成,維生素A轉化成視黃酸(retinoic acid),視黃酸受體激活會增加細胞毒性與淋巴細胞增生。視黃酸在二級淋巴組織的發(fā)育過程中起到重要作用,能激活Treg細胞的分化抑制Th17的分化,預防食物過敏。CD8α ? CD103 DCs能夠通過視黃酸激活Treg,而CD8α CD103 DCs不能, 1,25(OH)2VD3能激活維生素D受體,抑制淋巴細胞和白細胞的功能。腸道菌尤其是Bifidobacteria是維生素B的來源,煙酸(維生素B3)與丁酸鹽受體GPR109a在SCFAs作用下維持腸道內(nèi)穩(wěn)態(tài)。缺乏微生物A和D容易得過敏與哮喘。
4. SCFAs的受體——代謝物感應GPRS及時響應機制: 胞內(nèi)代謝信號通過表觀遺傳機制發(fā)揮作用,抑制組蛋白去乙?;?HDACs)活性,或者激活芳香烴受體(AHR)轉率因子。目前研究表明:營養(yǎng)與腸道微生物對免疫響應有強有力影響。西方飲食與過敏、哮喘、IBD、濕疹、自身免疫?。ㄈ鏘型糖尿病、風濕類風濕關節(jié)炎、多發(fā)硬化)代謝綜合征等相關,哮喘與食物過敏涉及到Th2調(diào)控。腸粘膜損傷還會導致Th2, Th17, or Th22對過敏原響應異常。 5. 膳食選擇 母親在懷孕期間代謝平衡發(fā)生改變,嬰兒出生后容易發(fā)生肥胖、I型糖尿病與心血管等疾病。哮喘與代謝綜合征類似,與高糖低纖維素飲食、腸道菌群有關。環(huán)境因素(尤其是與營養(yǎng)、菌群相關的)如何影響過敏與哮喘?流行病學研究:
6. 飲食與細菌代謝產(chǎn)物如何調(diào)節(jié)免疫的? SCFAs 激活GPCRs或通過表觀遺傳與基因轉錄而發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)機制,與飲食、腸道微生物、過敏性疾病強烈相關,可能通過營養(yǎng)-微生物-生理軸與疾病機制相互作用。 膳食元素與腸道菌群如何影響過敏性疾病呢?其主要機制: ① 影響上皮細胞完整性與GPCRs,菌群代謝產(chǎn)物抑制HDAC活性; ② 代謝產(chǎn)物對CD103 /Treg生物學性質(zhì)的影響 ③ 代謝產(chǎn)物與IgA/IgE的平衡 ④ GPCRs 酸性環(huán)境下影響過敏性白細胞(如嗜曙紅細胞) 飲食-腸道菌群-過敏性反應之間的相互關系 飲食、遺傳、衛(wèi)生共同影響腸道菌群,并一起引起免疫反應。腸道菌與免疫系統(tǒng)通過LPS直接作用,或間接通過SCFAs作用。微生物因此維持內(nèi)穩(wěn)態(tài),通過促進上皮細胞完整性、Treg的分化以及IgA的釋放,防止過敏的發(fā)生。這個過程受到GPCR的激活,通過抑制HDAC進行表觀修飾。SCFAs則降低pH ,激活酸性受體如GPR65,調(diào)節(jié)炎癥反應。
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