動物腸道屏障功能對腸道菌群變化的調(diào)控-wenkub
2023-07-10 02:56:04 本頁面
【正文】 barrier systems on the changes of intestinal flora were reviewed. Key words： animals； intestinal barrier； intestinal flora； intestinal mucus layer； intestinal epithelium； intestinal immune layer 腸道是動物體內(nèi)代謝活躍且具有獨(dú)特免疫功能的器官，同時又是體內(nèi)最大的細(xì)菌庫，在機(jī)體消化、吸收、代謝和免疫等機(jī)能活動中具有重要的作用。 1 腸道菌膜層 動物胃腸道中包含約1013～1014個微生物，并由此腸道微生物與宿主腸道上皮之間保持著動態(tài)平衡，共同維持著腸道內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定[1]。?c道共生菌群對于機(jī)體溫和或者生理可接受水平的信號刺激以及腸道黏膜免疫體系的發(fā)育和維持具有重要的作用，其同腸道黏膜屏障共同構(gòu)成體內(nèi)防御腸道有害物入侵的第一道防線[4]。黏液層由多種生物活性分子構(gòu)成，包括黏蛋白、糖蛋白、三葉因子、抗菌肽和分泌型IgA（sIgA）等。當(dāng)腸道菌群紊亂時，病原體會激活腸道黏液降解酶如糖苷酶的活性，糖苷酶則將腸道黏液降解為單糖，破壞黏液層的結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)病原體接觸宿主腸上皮、激活腸道黏膜的免疫反應(yīng)[7]。 腸道干細(xì)胞 腸道干細(xì)胞（Pluripotent intestinal epithelial stem cells，pluripotent ISECs）主要起到更新腸上皮的作用。杯狀細(xì)胞分泌的黏蛋白、三葉肽（TFF3），F(xiàn)cγ結(jié)合蛋白、抵抗素樣分子β（RELMβ）在腸道黏液層的形成中具有重要作用。 內(nèi)分泌細(xì)胞 內(nèi)分泌細(xì)胞和杯狀細(xì)胞一樣，也是體內(nèi)的分泌細(xì)胞，約占腸上皮細(xì)胞總數(shù)的1%。相鄰柱狀細(xì)胞之間通過緊密連接蛋白、黏附連接蛋白和橋粒形成緊密連接結(jié)構(gòu)，能防止腸腔內(nèi)細(xì)菌、毒素和炎癥介質(zhì)等抗原經(jīng)細(xì)胞間隙穿過上皮細(xì)胞層進(jìn)入周圍組織。 M細(xì)胞 M細(xì)胞主要位于腸道濾泡上皮（Follicleassociated epithelium，F(xiàn)AE），覆蓋著腸道次級淋巴結(jié)構(gòu)。研究報道指出，多種病原微生物能夠通過M細(xì)胞侵入宿主固有層，因此M細(xì)胞又被稱為腸道屏障的“阿喀琉斯之踵”[14]。 4 腸道黏膜免疫層 腸道黏膜免疫系統(tǒng)由腸道彌漫分布的淋巴細(xì)胞和腸黏膜相關(guān)性淋巴組織（Gutassociated lymphoid tissue，GALT）構(gòu)成。按功能可將腸道黏膜免疫系統(tǒng)分為兩個部分，一個是免疫應(yīng)答的“誘導(dǎo)部位”（Inductive sites），由一些腸道的淋巴組織和散在的淋巴細(xì)胞組成；另一個是免疫應(yīng)答的“效應(yīng)”部位（Effector sites），如腸道黏膜固有層中的淋巴細(xì)胞。腸道上皮細(xì)胞對腸道微生物結(jié)構(gòu)和組成的迅速感應(yīng)對于維持腸道結(jié)構(gòu)和功能的完整性具有重要作用，是啟動固有免疫的關(guān)鍵。機(jī)體感染病原體后，天然免疫細(xì)胞首先發(fā)揮作用，當(dāng)天然免疫不能夠徹底清除病原體時，獲得性免疫隨之產(chǎn)生。而樹突狀細(xì)胞是最重要的專職抗原提呈細(xì)胞（Antigenpresenting cells，APCs），是天然免疫和獲得性免疫間的“橋梁細(xì)胞”。無數(shù)個延伸的突觸形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，感受腸道穩(wěn)態(tài)的變化，將信號傳至固有層，并且這種抗原攝取方式受到CX3CL1（上皮細(xì)胞產(chǎn)生的一種趨化因子）的調(diào)節(jié)。殺菌系統(tǒng)包括氧依賴和非氧依賴兩種，前者包括活性氧中間物和活性氮中間物，通過呼吸爆發(fā)作用激活膜上還原性輔酶，活化分子氧，生成的活性氧具有殺菌作用；后者主要通過酸性pH、溶菌酶、防御素等裂解殺傷抗原異物。正常生理狀態(tài)下，腸道黏膜系統(tǒng)與腸道菌群相互作用相互識別，維持精妙的動態(tài)平衡，發(fā)揮其生物學(xué)功能。腸道黏膜的免疫應(yīng)答可以快速地把有機(jī)體和毒素吞噬掉，維持腸道內(nèi)的環(huán)境穩(wěn)定；但機(jī)體持續(xù)遭受應(yīng)激時，過度的免疫應(yīng)答會導(dǎo)致中性粒細(xì)胞在吞噬毒素的同時釋放出大量的氧自由基和炎癥因子，這將引起腸道上皮的損傷，進(jìn)一步引發(fā)炎癥反應(yīng)和自由基產(chǎn)生級聯(lián)反應(yīng)。腸道微生物直接作用于腸道上皮表面，腸道監(jiān)視細(xì)胞M細(xì)胞和潘氏細(xì)胞迅速反應(yīng)，一方面通過促進(jìn)抗菌肽的分泌直接抑制病原體，另一方面通過胞吞作用將病原體轉(zhuǎn)運(yùn)至固有層，激活體內(nèi)先天免疫反應(yīng)。與此同時，活化后的巨噬細(xì)胞通過多種途徑參與和促進(jìn)炎癥反應(yīng)，進(jìn)一步增加炎癥因子的表達(dá)量。這種調(diào)節(jié)的分子機(jī)制可能是CX3CR1與它的配體相互作用調(diào)節(jié)緊密連接蛋白的表達(dá)，因?yàn)榫o密連接蛋白是樹突狀細(xì)胞在上皮細(xì)胞間匍匐延伸所必需的分子[21]。黏膜樹突狀細(xì)胞表達(dá)緊密連接蛋白，其水平受細(xì)菌或細(xì)菌產(chǎn)物調(diào)節(jié)，樹突狀細(xì)胞通過緊密連接蛋白與附近的上皮細(xì)胞在結(jié)構(gòu)上建立緊密的連接，維持腸道上皮屏障結(jié)構(gòu)和功能的完整性。黏膜組織的淋巴樣器官（Peyers patches，PP結(jié)）和固有層（Lamina propria，LP）內(nèi)存在大量的樹突狀細(xì)胞和巨噬細(xì)胞，巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞是兩種重要的免疫細(xì)胞，在天然免疫和獲得性免疫過程中具有不可或缺的作用。目前研究較多的PRR有Toll?郵
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