炎症性肠病(inflammatory bowel disease,IBD)是慢性炎症性胃肠道疾病,分为克罗恩病(Crohn’s disease,CD)、溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)和未分类炎症性肠病[1]。IBD的发病因素主要有遗传因素、免疫因素、肠道屏障因素和环境因素等[2]。肠道屏障损伤被认为是IBD发病的关键因素。在IBD患者中,肠黏膜细胞和肠上皮细胞遭受严重破坏,使肠道更容易感染细菌。因此,许多共生菌成为致病菌,这些致病菌可以激活肠道内一系列的免疫反应。然而,免疫反应会阻碍肠道生态系统恢复平衡,从而导致炎症反应的产生[3]。研究表明,肠道菌群及其代谢产物可以调控IBD肠道屏障。深入了解其作用机制,可为肠道菌群靶向治疗IBD提供理论依据。
益生菌是指能够改善宿主肠道微生态平衡、刺激肠道免疫机能并对机体健康起到重要作用的活性微生物[4]。乳酸杆菌和双歧杆菌等传统益生菌主要从发酵食品中获得,但它们对机体代谢功能的改善效果并不明显,并且不能针对特定疾病,因此亟需开发新一代的益生菌。普拉梭菌因其修复肠道屏障、改善脂蛋白代谢和减轻体重等功能而被选为新一代益生菌的候选菌群[5]。普拉梭菌最初是从人类粪便中分离出来的,在肠道中定植,严格厌氧,产生丁酸盐、甲酸盐和乳酸盐,但不产生H2,属于厚壁菌门,是一类不运动的革兰氏阴性细菌[6]。与健康者相比,IBD患者的普拉梭菌数量显著降低[7]。SOKOL等[8]最初证明了普拉梭菌及其代谢物可以通过促进抗炎因子的释放和阻止关键促炎因子的释放,具有抗炎共生细菌的特点。随后,KAWADE等[9]发现活性的普拉梭菌可以预防葡聚糖硫酸钠(dextran sulfate sodium salt,DSS)诱导的小鼠结肠炎,但灭活的普拉梭菌则无治疗效果。本文将讨论普拉梭菌及其代谢产物在肠道屏障方面对结肠炎的重要作用,并介绍下一代益生菌、粪便微生物移植丁酸盐治疗IBD存在的挑战与问题。
1 肠道屏障
肠道屏障是由肠道微生物群、黏液层、肠上皮细胞和固有层组成[10]。肠道屏障在化学屏障、免疫屏障、机械屏障、微生物屏障共同作用下保护生物体免受外部有害成分的侵害[11]。消化液、溶菌酶以及肠道共生菌和肠上皮细胞分泌的抑菌物质等构成化学屏障,抑制致病细菌进入肠道组织[12]。共生菌附着于肠黏膜表面形成微生物屏障,能够对抗致病菌的定植[12]。黏液层覆盖胃肠道的管腔表面,包含由杯状细胞产生的厚黏液、潘氏细胞产生的抗菌肽以及一些分泌性免疫球蛋白,抵御机械、化学和生物损伤。单层上皮细胞包括肠内分泌细胞、潘氏细胞、杯状细胞以及吸收性肠细胞,它们通过紧密连接蛋白、黏附连接和桥粒连接相互结合,将肠腔与肠道组织隔离,形成肠黏膜机械屏障[13]。上皮细胞表达多种模式识别受体,包括Toll样识别受体、核酸结合寡聚结构域和α-蛋白激酶等。当这些受体被激活时,将触发一系列级联反应,消灭入侵的微生物,维持肠道内稳态。固有层含有先天性和适应性免疫细胞,如B细胞、T细胞、树突状细胞和巨噬细胞等。这些细胞对外来抗原作出反应,产生相关细胞因子和抗体,形成肠黏膜免疫屏障,维持肠道稳态[14]。作为肠道共生菌之一,普拉梭菌可以通过促进肠上皮细胞的增殖,增强紧密连接,调节免疫反应,维护肠道菌群稳态,恢复肠道屏障功能,进而减轻结肠炎。
2 普拉梭菌对肠道屏障的维护
2.1 普拉梭菌调节肠道免疫反应
在IBD的早期阶段,受损的肠道屏障会导致微生物过度进入组织。当大量微生物通过黏膜屏障后,树突状细胞上的Toll样受体会识别致病菌表面的病原体相关分子模式、脂多糖和鞭毛蛋白,进而激活这些树突状细胞[15]。由于肠道的紧密连接被破坏,致病菌得以到达肠道的固有层,激活巨噬细胞和NK细胞,从而释放大量细胞因子[16]。由于这种炎症反应超过了机体抑制炎症的能力,上皮细胞受到了严重的攻击,进而导致紧密连接进一步受损。一般认为,CD的发生主要与Th1细胞和Th17细胞的活化有关,而UC的发生则是Th1和Th2细胞相互作用的结果。在正常条件下,Th17和Tregs之间保持平衡状态,但这种平衡被破坏会导致肠黏膜损伤[17]。普拉梭菌培养的上清液可以调节IL-23/Th17/IL-17通路,增加血浆和结肠黏膜中血浆抗Th17细胞因子,并抑制IL-17水平,以改善结肠炎[18]。IL-17A具有强烈的致炎性,可以增加细胞的通透性。普拉梭菌培养的上清液通过下调IL-6水平来抑制Th17细胞分化来缓解小鼠结肠炎,从而减少炎性细胞因子(如IL-17A和IL-6)的分泌,减弱局部炎症反应[19]。然而,上清液的治疗效果比活菌要好。IL-18在结肠炎中具有双重功能。在结肠炎诱导炎症的早期,IL-18增加杯状细胞数量并减轻炎症,而促炎作用在后期被观察到[20]。IBD产生的缺氧生理状态使得HIF1a通路被激活,促进编码参与代谢过程屏障功能和免疫细胞调节的蛋白质,以恢复肠道稳态。而普拉梭菌可通过激活HIF1a通路促进肠上皮分泌IL-18[21]。在细胞和结肠炎大鼠模型中,普拉梭菌及其上清液还能通过诱导叉头框蛋白P3(forkhead box protein P3,Foxp3)的表达使得Tregs数量增多,促进IL-10和TGF-b1的产生,达到免疫抑制作用,以改善2,4,6-三硝基苯磺酸诱导的结肠炎[22]。TOUCH等[23]进一步研究发现,普拉梭菌也能诱导人源化小鼠结肠炎模型CD4+CD8α+Tregs的产生。普拉梭菌上清液还可以显著降低T-bet和GATA-3的表达以抑制Th1和Th2,而普拉梭菌抑制ROR-gt的表达,从而抑制Th17细胞分化,以减轻炎症反应[22]。此外,普拉梭菌还能诱导人树突状细胞通过TLR2/6/JNK信号通路上调IL-10、IL-27、CD39以及IDO-1,促进分泌IL-10的T细胞分化[24]。普拉梭菌培养的上清液成分十分复杂,具体哪一种物质对炎症起作用尚未阐明。QUÉVRAIN等[25]从普拉梭菌培养的上清液中分离出7种肽,这些肽都来源于大小为15 kDa的生物活性肽,被称为微生物抗炎分子(microbial anti-inflammatory molecule,MAM)。之后,BREYNER等[26]也进行了研究,发现MAM在DSS和二硝基苯磺酸(dinitrobenzenesulfonic acid,DNBS)小鼠模型中,降低结肠组织中的Th1和Th17促炎细胞因子。并且通过上调DNBS小鼠模型中的TGF-β产生和抑制NF-κB途径减轻炎症。此外,普拉梭菌作为一种高度活跃的共生细菌,通过调节体内胃肠道和外周血中的代谢物(例如水杨酸),阻断NF-kB活化并阻止IL-8的产生,减轻炎症[27]。普拉梭菌及其上清液还能显著降低结肠炎小鼠结肠中IL-6、IFN-g和IL-4的浓度以及血清中IL-6和IL-22的浓度[28]。大量研究表明,炎症反应会影响紧密连接蛋白的表达。例如,较高浓度的促炎细胞因子(如IFN-g和IL-1b)会降低紧密连接蛋白的表达,从而增加上皮细胞通透性[29]。IL-22可促进肠道炎症愈合,增强受损上皮单层的再生,并刺激抗菌肽的产生,还可以通过介导JAK/STAT通路激活上调闭合蛋白-2(Claudin-2)的表达,随后导致导致阳离子和水在肠上皮的通透性增加[30]。此外,IL-4和IL-13也可通过上调Claudin-2的表达来影响肠上皮中的通透性[29]。所以,普拉梭菌调节免疫屏障的同时也能调节肠道机械屏障的完整性,以减轻结肠炎。
2.2 普拉梭菌调节肠上皮细胞紧密连接
肠道上皮细胞为隔绝外来病原提供了物理屏障。当紧密连接遭受到破坏,肠道有害物质通过,从而诱导黏膜免疫细胞的过度激活和炎症。所以修复肠道紧密连接对肠道炎症的治疗十分重要。闭锁连接蛋白-1(zonula occludens protein 1,ZO-1)与Claudin、咬合蛋白(occludin)以及细胞骨架蛋白共同维持紧密连接复合物的完整性,修复肠道机械屏障。在慢性结肠炎小鼠模型中,经普拉梭菌及其上清液处理可恢复Claudin-4和连接黏附分子F11受体的水平[28]。王春晖等[31]发现,普拉梭菌干预还可以显著增加结肠炎小鼠Claudin-1的表达。MOHEBALI等[32]发现,普拉梭菌与具有炎症的肠上皮细胞在厌氧条件下共培养,可以显著降低上皮细胞表达Claudin-2并增加紧密连接蛋白的表达,增强上皮细胞间的屏障完整性。XU等[33]研究了普拉梭菌所产生的MAM对肠上皮的作用,发现MAM也可以上调ZO-1的表达。总而言之,普拉梭菌及其代谢物是可以调节结肠炎小鼠紧密连接蛋白的表达,加强肠道机械屏障,防止炎症反应进一步加剧,减轻结肠炎。
2.3 普拉梭菌调节肠道菌群
肠道菌群失调导致肠道代谢改变,肠道免疫稳态紊乱,微生物多样性显著下降。在IBD患者中,有益细菌较少而致病菌增加。普拉梭菌可以过抑制白色念珠菌的增殖、定植和致病性,改善IBD[34]。研究发现,经普拉梭菌干预后溃疡性结肠炎小鼠结肠和盲肠中有害菌(如肠杆菌和肠球菌)显著减少,而益生菌(如双歧杆菌和乳酸杆菌)明显增加[31]。益生菌发挥作用的关键是对宿主胃肠道的黏附,普拉梭菌对Caco-2和HT29-MTX细胞系有黏附作用,而对HT29细胞系的黏附性不强,但在HT29细胞系中加入黏蛋白后,其黏附能力显著增加[32]。
2.4 普拉梭菌参与的交叉喂养促进肠上皮细胞的再生
细菌经常与其他微生物交换代谢物,交叉喂养即不同微生物之间共享代谢物[35]。在人体健康的肠道中,乙酸盐存在的条件下,普拉梭菌和双歧杆菌交叉喂养,能够促进丁酸盐的产生[36]。除了与其他微生物进行交叉喂养外,普拉梭菌还可以与人肠上皮细胞发生交叉喂养。FAGUNDES等[37]发现,用菊粉培养的普拉梭菌向人肠上皮细胞提供果糖,促进其再生。
2.5 普拉梭菌外囊泡对结肠炎的作用
细胞外囊泡是由所有生物体(包括细菌、古细菌、真菌和寄生虫)释放的异质膜状天然纳米颗粒。这些具有生物活性的囊泡与毒力因子有关,能引起宿主细胞死亡,引发免疫反应。在某些情况下,它们还具有疾病保护作用[38]。用源自普拉梭菌的外囊泡治疗能显著防止DSS诱导结肠炎小鼠模型的体重减轻、疾病活动指数评分、结肠长度缩短、组织学损伤、中性粒细胞浸润和上皮凋亡细胞增加。此外,它还能上调结肠组织中ZO-1和闭合蛋白的表达,增加Tregs的比例,并下调促炎细胞因子上调抗炎因子。同时它还能够显著降低NF-κB和MAPK的磷酸化,并调控核因子红细胞2相关因子和血红素加氧酶-1的表达,起到抗氧化应激的作用[39]。这种治疗修复了机械屏障的同时发挥免疫屏障的作用,从而调节小鼠肠道稳态以减轻实验性结肠炎。
2.6 普拉梭菌的代谢产物丁酸盐对结肠炎作用
丁酸盐是肠道细胞的主要能源物质,可以转运至结肠细胞并进入线粒体氧化为乙酰辅酶,参与三羧酸循环,为细胞提供约70%的能量以促进结肠细胞增殖[40]。此过程消耗O2,同时促进肠道缺氧环境的形成,从而维护肠道稳态。有研究发现,丁酸盐还可作为信号分子,抑制能与T细胞中Fas启动子结合的组蛋白脱乙酰酶(histone deacetylase1,HDAC1)活性,导致T细胞凋亡增强,终止T细胞活化,减轻结肠的炎症反应[41]。对于普拉梭菌上清液中的丁酸盐(浓度为0.62 mmol/L)而言,它通过抑制HDAC1,然后阻断IL-6/STAT3/IL-17通路并激活Foxp3来维持Th17/Tregs平衡,从而发挥抗炎作用[42]。丁酸盐还可作为GPR41或GPR43受体的配体。当GPR43在脂肪组织中表达时,它在调节脂质稳态和胰岛素中发挥作用;当它在免疫细胞中表达时,它通过增加Tregs和IL-10的产生来发挥抗炎作用[43]。转录因子c-Myc是一种细胞代谢调节因子,它在T细胞中维持乳酸脱氢酶A和谷氨酰胺酶的水平,从而影响糖酵解、谷氨酰胺的摄取和分解代谢[44]。普拉梭菌产生的丁酸盐通过抑制HDAC3和c-Myc相关的代谢途径,以及Th17细胞的分化,从而减轻结肠炎。Dact3是与Wnt/JNK通路负调控相关的基因。LENOIR等[45]发现,普拉梭菌培养上清液会上调Dact3的表达,从而降低促炎因子IL-8的水平。丁酸盐是这一调节过程的主要参与者,并且其上调Dact3的效果比普拉梭菌上清液更为显著[45]。之前的研究表明,中性粒细胞功能障碍与肠道炎症有关。LI等[46]发现,丁酸盐可以显著抑制中性粒细胞产生促炎细胞因子、趋化因子和钙保护蛋白,并且抑制中性粒细胞的迁移和胞外陷阱的形成,从而改善细胞炎症。普拉梭菌产生的丁酸盐还可以通过激活GPR信号转导和抑制HDAC活性来诱导T细胞依赖的IgA反应,从而增加黏液层中IgA的水平,防止炎症条件下的细菌全身性扩散,维持肠道免疫稳态[47]。尽管丁酸盐有许多益处,但有人提出,高浓度的丁酸盐对肠道有害,只有低浓度的丁酸盐才对肠道有益[48]。总而言之,丁酸盐通过抑制HDAC和激活GPCR通路,影响T细胞分化,调节中性粒细胞,促进IgA的生成等多种机制,增强肠道屏障的完整性。
3 治疗IBD方法
3.1 下一代益生菌治疗IBD
益生菌能够调节肠道菌群,刺激肠道免疫,口服益生菌制品是一种相对安全的治疗IBD的方法。在众多候选的益生菌中,许多都是严格的厌氧菌,它们的体外培养仍然是一个挑战。因此,要将其作为益生菌进行开发,就需要解决它耐氧性差的问题。最近的研究发现,利用m-SHIRM生物反应器的适应策略增强普拉梭菌的耐氧性能,改造后的益生菌对宿主的免疫作用没有变化[49]。这一技术的成功虽然解决了益生菌耐氧性差的问题,但也可能因为肠道病变部位处于缺氧状态而导致普拉梭菌不易繁殖,使其治疗IBD的效果变差。用益生菌治疗IBD另外一个问题是很难将具有活性益生菌菌株靶向到肠道并且使其成功定植于肠道中。口服给药后,益生菌从口腔,通过胃,到达小肠和结肠。益生菌在口腔停留时间短,唾液对益生菌的存活率影响似乎很小,到达胃时,其酸性环境对益生菌是致命的。此外,机械搅拌、胃蛋白酶、离子强度等不利条件使得益生菌在胃中的存活率较低。而在小肠中胆汁酸和消化酶(包括脂肪酶、蛋白酶和淀粉酶)也可以通过细胞膜破坏和DNA损伤影响益生菌的活力。最后到达结肠中,益生菌还会遇到共生细菌的定植抗性,与宿主益生菌共同竞争营养和黏附位点,由于定植抗性,益生菌无法定植肠道最后随粪便排出[50]。为了解决这一问题,研究者们将益生菌微胶囊化,通过将益生菌封闭在共价或离子交联的聚合物网络(海藻酸盐、壳聚糖和果胶等)中,隔绝外部环境以提高益生菌在加工和储存过程中以及通过胃肠道期间的存活率[51]。基于壳聚糖和黄原胶混合物的封装系统还能控制微胶囊核心在结肠特异性递送与释放[51]。然而,微胶囊化技术进展相当缓慢,这使得大规模应用具有挑战性。但值得注意的是,封装方法本身会影响益生菌的表面形态、活力和生存能力。为了提高下一代益生菌在加工储存中的存活率,微胶囊化技术还可与冷冻干燥技术相结合。此外,还可以将益生元和益生菌一起封闭,促进益生菌的递送。下一代益生菌菌株进行安全性评估至关重要。目前普拉梭菌的安全性知之甚少,在一项小牛研究中发现普拉梭菌具有一定的安全性[52]。此外,BAI等[53]收集了84株普拉梭菌菌株的基因组和蛋白质序列,检测了它们的抗生素耐药基因、毒力因子和致病基因,并将其中15株菌株确定为低风险菌株,提示这15株菌株可优先作为临床应用。总之,下一代益生菌的应用需要优化递送策略以及解决其体外培养和安全性问题。
3.2 丁酸盐治疗IBD
丁酸盐的治疗方式包括丁酸盐和药物联合治疗、丁酸盐灌肠治疗和口服丁酸盐给药[54]。丁酸盐灌肠治疗效果不一,而口服丁酸盐需要结肠靶向药物和包封制剂以提高疗效和口感。临床试验和动物研究表明,丁酸盐可以减少溃疡性和克罗恩病的黏膜炎症,并改善屏障功能。丁酸盐虽已用于治疗IBD,但为了避免副作用,控制丁酸盐的释放至关重要[55]。尽管大多数研究表明丁酸盐对结肠炎和IBD患者是有益的,但有些案例显示丁酸盐治疗后无效果或出现不良反应,仍需要更多的临床研究来了解使用丁酸盐或与其他药物联合使用对IBD治疗的影响[54]。
3.3 粪便微生物移植(fecal microbioa transplantation,FMT)
FMT是基于微生物组的一种安全有效,副作用小的治疗方式,近年来引起各界广泛关注[56]。FMT通过将健康供体的粪便输注到患病的胃肠道恢复平衡的肠道菌群以治愈特定疾病。虽然FMT有些让人难以接受,但是其已经成功治疗了一些胃肠道疾病和非胃肠道疾病。FMT给药途径主要分为上消化道、下消化道和口服胶囊[57]。口服FMT胶囊是一个很有前途的递送选择,每日口服FMT可能会延长FMT诱导的肠道细菌群落结构变化的持久性,但需要解决家庭贮藏问题[58]。由于缺乏标准化方法,封装FMT产品在配方上存在一些差异,在机械性能、剂量和给药方案方面差异更大,大多数胶囊仍然使用冷冻供体材料制成[59]。此外,有必要对细胞保护剂的作用、胶囊包衣以及适应胃转运和控制胶囊打开的机械特性等参数进行系统研究,以提高临床疗效和标准化生产[59]。对于其安全性,与基础疗法相比,轻至中度溃疡性结肠炎患者的FMT是一种耐受性良好、有效且安全的治疗方法[60]。
4 总结与展望
近年来,IBD的发病率有所增加。肠道屏障损伤是IBD发病的重要因素,而肠道菌群在维护肠道屏障方面发挥着重要作用。普拉梭菌是一种存在于肠道的厌氧菌,随着对其研究的深入,人们逐渐认识到普拉梭菌的重要作用。本文从肠道免疫屏障、机械屏障和化学屏障的角度分析了普拉梭菌及其代谢产物的作用机理,并介绍了普拉梭菌外囊泡和代谢产物丁酸盐对IBD的作用。普拉梭菌、普拉梭菌代谢产物和外囊泡可以通过调控固有层细胞的免疫反应和肠上皮细胞的紧密连接来降低肠道炎症、维护肠道屏障。虽然已经知道普拉梭菌及其代谢产物对肠道稳态有影响,但缺乏具体的作用机制研究,还需要区分普拉梭菌的代谢产物和普拉梭菌自身组分对肠道的作用。普拉梭菌上清液的组分复杂,很多组分无法分离,上清液中各组分的作用也不清楚。期待能找到更有效的方法分离上清液中的各个组分,并深入研究其与宿主的相互作用机制,以开发新的安全的IBD治疗策略。丁酸盐和粪便移植对炎症性肠病的治疗有一定效果,但是需要更加标准化的方法和更多研究以确保治疗的有效性和安全性。在结肠炎诱导炎症的后期,IL-18发挥促炎作用而普拉梭菌可促进肠上皮IL-18的产生。所以利用普拉梭菌治疗IBD的最佳剂量、最佳时间也需要进一步研究。普拉梭菌可以通过分解菊粉产生丁酸盐和果糖,促进肠上皮细胞的繁殖,所以将普拉梭菌和菊粉用壳聚糖和黄明胶混合物密封,使其靶向于肠上皮可能是一个治疗炎症性肠病的一个潜在方式。普拉梭菌外囊泡成分复杂,但是对IBD的作用颇多,未来也可以将其做成治疗IBD的生物制剂。值得注意的是,目前对于普拉梭菌安全性的相关研究甚少,所以需要更多普拉梭菌安全性的研究以便普拉梭菌能够更安全地应用。为了能克服胃肠道的恶劣环境,还需要进一步发展优化新的递送策略,从而将涂层内容物释放到结肠中。使封装后的下一代益生菌株能够在加工储存以及消化过程中存活,到达目标部位发挥作用。然而,微胶囊化方法很难应用于大规模生产,在加工和储存过程中菌株会丧失活力。微胶囊化技术与冷冻干燥技术相结合进一步提高菌株存活率。而喷雾干燥技术由于不可避免地会出现高温和氧气所以并不适合下一代益生菌,因此需要专注于更可行的干燥方法,例如冷冻干燥。为了优化这一过程,应研究抗氧化剂、渗透适应和胁迫处理在下一代益生菌冷冻干燥过程中的保护作用[50]。目前,世界各地的各种研究机构、制药和食品行业都致力于下一代益生菌的研究,以验证其作为生物治疗药物的安全性和有效性。下一代益生菌的治疗效果必须经过深思熟虑。作为额外的补充活性微生物,必须仔细评估微生物的不良反应、代谢物的毒性、胃肠道副作用、抗生素耐药基因以及异常免疫系统刺激。关于下一代益生菌促进健康的益生菌微生物的代谢活动、免疫调节作用和生态作用,还有很多需要了解的地方。最后,期待未来能有更多安全有效的IBD治疗方式得以应用,给IBD患者带来福音和希望。
[1] CHEN L, RUAN G C, CHENG Y, et al.The role of Th17 cells in inflammatory bowel disease and the research progress[J].Frontiers in Immunology, 2022, 13:1055914.
[2] OKAMOTO R, WATANABE M.Role of epithelial cells in the pathogenesis and treatment of inflammatory bowel disease[J].Journal of Gastroenterology, 2016, 51(1):11-21.
[3] OKUMURA R, TAKEDA K.Maintenance of intestinal homeostasis by mucosal barriers[J].Inflammation and Regeneration, 2018, 38:5.
[4] 鞠林. 益生菌作用机制研究进展[J].山东畜牧兽医, 2023, 44(4):79-80;84.
JU L.Research progress on the mechanism of probiotics[J].Shandong Journal of Animal Science and Veterinary Medicine, 2023, 44(4):79-80;84.
[5] 王梦楠, 秦合伟, 郭宁, 等.下一代益生菌防治动脉粥样硬化的研究进展[J].中国比较医学杂志, 2022, 32(12):95-102.
WANG M N, QIN H W, GUO N, et al.Research progress in the prevention and treatment of atherosclerosis using next-generation probiotics[J].Chinese Journal of Comparative Medicine, 2022, 32(12):95-102.
[6] DUNCAN S H, HOLD G L, HARMSEN H J M, et al.Growth requirements and fermentation products of Fusobacterium prausnitzii, and a proposal to reclassify it as Faecalibacterium prausnitzii gen.nov., comb.nov[J].International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 2002, 52(Pt 6):2141-2146.
[7] AL-BAYATI L, NAYERI FASAEI B, MERAT S, et al.Quantitative analysis of the three gut microbiota in UC and non-UC patients using real-time PCR[J].Microbial Pathogenesis, 2023, 181:106198.
[8] SOKOL H, PIGNEUR B, WATTERLOT L, et al.Faecalibacterium prausnitzii is an anti-inflammatory commensal bacterium identified by gut microbiota analysis of Crohn disease patients[J].Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2008, 105(43):16731-16736.
[9] KAWADE Y, SAKAI M, OKAMORI M, et al.Administration of live, but not inactivated, Faecalibacterium prausnitzii has a preventive effect on dextran sodium sulfate-induced colitis in mice[J].Molecular Medicine Reports, 2019, 20(1):25-32.
[10] DRABI
SKA N, JAROCKA-CYRTA E.Crosstalk between resveratrol and gut barrier:A review[J].International Journal of Molecular Sciences, 2022, 23(23):15279.
[11] 段继娇, 谢宇潇, 朱俊红, 等.Occludin基因在猪肠道屏障中的研究进展[J].饲料研究, 2023, 46(18):140-144.
DUAN J J, XIE Y X, ZHU J H, et al.Research progress of Occludin gene in pig intestinal barrier[J].Feed Research, 2023, 46(18):140-144.
[12] 易俊, 刘小伟.炎症性肠病的肠道屏障功能研究进展[J].中华炎性肠病杂志, 2019, 3(1):41-44.
YI J, LIU X W.Research progress of intestinal barrier function in inflammatory bowel disease[J].Chinese Journal of Inflammatory Bowel Diseases, 2019, 3(1):41-44.
[13] RODA G, SARTINI A, ZAMBON E, et al.Intestinal epithelial cells in inflammatory bowel diseases[J].World Journal of Gastroenterology, 2010, 16(34):4264-4271.
[14] SALIM S Y, SÖDERHOLM J D.Importance of disrupted intestinal barrier in inflammatory bowel diseases[J].Inflammatory Bowel Diseases, 2011, 17(1):362-381.
[15] CHEN Y Y, CUI W W, LI X, et al.Interaction between commensal bacteria, immune response and the intestinal barrier in inflammatory bowel disease[J].Frontiers in Immunology, 2021, 12:761981.
[16] PRAME KUMAR K, OOI J D, GOLDBERG R.The interplay between the microbiota, diet and T regulatory cells in the preservation of the gut barrier in inflammatory bowel disease[J].Frontiers in Microbiology, 2023, 14:1291724.
[17] QIU P, ISHIMOTO T, FU L F, et al.The gut microbiota in inflammatory bowel disease[J].Frontiers in Cellular and Infection Microbiology, 2022, 12:733992.
[18] ZHANG M M, QIU X Y, ZHANG H, et al.Faecalibacterium prausnitzii inhibits interleukin-17 to ameliorate colorectal colitis in rats[J].PLoS One, 2014, 9(10):e109146.
[19] HUANG X L, ZHANG X, FEI X Y, et al.Faecalibacterium prausnitzii supernatant ameliorates dextran sulfate sodium induced colitis by regulating Th17 cell differentiation[J].World Journal of Gastroenterology, 2016, 22(22):5201-5210.
[20] PU Z C, CHE Y, ZHANG W W, et al.Dual roles of IL-18 in colitis through regulation of the function and quantity of goblet cells[J].International Journal of Molecular Medicine, 2019, 43(6):2291-2302
[21] FAGUNDES R R, BRAVO-RUISECO G, HU S X, et al.Faecalibacterium prausnitzii promotes intestinal epithelial IL-18 production through activation of the HIF1α pathway[J].Frontiers in Microbiology, 2023, 14:1298304.
[22] QIU X Y, ZHANG M M, YANG X T, et al.Faecalibacterium prausnitzii upregulates regulatory T cells and anti-inflammatory cytokines in treating TNBS-induced colitis[J].Journal of Crohn’s and Colitis, 2013, 7(11):e558-e568.
[23] TOUCH S, GODEFROY E, ROLHION N, et al.Human CD4+CD8α+ Tregs induced by Faecalibacterium prausnitzii protect against intestinal inflammation[J].JCI Insight, 2022, 7(12):e154722.
[24] ALAMEDDINE J, GODEFROY E, PAPARGYRIS L, et al.Faecalibacterium prausnitzii skews human DC to prime IL10-producing T cells through TLR2/6/JNK signaling and IL-10, IL-27, CD39, and IDO-1 induction[J].Frontiers in Immunology, 2019, 10:143.
[25] QUÉVRAIN E, MAUBERT M A, MICHON C, et al.Identification of an anti-inflammatory protein from Faecalibacterium prausnitzii, a commensal bacterium deficient in Crohn’s disease[J].Gut, 2016, 65(3):415-425.
[26] BREYNER N M, MICHON C, DE SOUSA C S, et al.Microbial anti-inflammatory molecule (MAM) from Faecalibacterium prausnitzii shows a protective effect on DNBS and DSS-induced colitis model in mice through inhibition of NF-κB pathway[J].Frontiers in Microbiology, 2017, 8:114.
[27] MIQUEL S, LECLERC M, MARTIN R, et al.Identification of metabolic signatures linked to anti-inflammatory effects of Faecalibacterium prausnitzii[J].mBio, 2015, 6(2):e00300-15.
[28] MART
N R, MIQUEL S, CHAIN F, et al.Faecalibacterium prausnitzii prevents physiological damages in a chronic low-grade inflammation murine model[J].BMC Microbiology, 2015, 15:67.
[29] SUZUKI T.Regulation of intestinal epithelial permeability by tight junctions[J].Cellular and Molecular Life Sciences, 2013, 70(4):631-659.
[30] WANG Y Y, MUMM J B, HERBST R, et al.IL-22 increases permeability of intestinal epithelial tight junctions by enhancing claudin-2 expression[J].Journal of Immunology (Baltimore, Md., 2017, 199(9):3316-3325.
[31] 王春晖, 杨洁, 赵宏芳, 等.普拉梭菌干预对溃疡性结肠炎小鼠免疫应答、肠道菌群、肠黏膜屏障的影响[J].海南医学院学报, 2020, 26(2):87-91.
WANG C H, YANG J, ZHAO H F, et al.Effects of Faecalibacterium prausnitzii intervention on immune response, intestinal flora and intestinal mucosal barrier of mice with ulcerative colitis[J].Journal of Hainan Medical University, 2020, 26(2):87-91.
[32] MOHEBALI N, EKAT K, KREIKEMEYER B, et al.Barrier protection and recovery effects of gut commensal bacteria on differentiated intestinal epithelial cells in vitro[J].Nutrients, 2020, 12(8):2251.
[33] XU J H, LIANG R R, ZHANG W, et al.Faecalibacterium prausnitzii-derived microbial anti-inflammatory molecule regulates intestinal integrity in diabetes mellitus mice via modulating tight junction protein expression[J].Journal of Diabetes, 2020, 12(3):224-236.
[34] MAO X Q, MA J J, JIAO C H, et al.Faecalibacterium prausnitzii attenuates DSS-induced colitis by inhibiting the colonization and pathogenicity of Candida albicans[J].Molecular Nutrition &Food Research, 2021, 65(21):e2100433.
[35] D’SOUZA G, SHITUT S, PREUSSGER D, et al.Ecology and evolution of metabolic cross-feeding interactions in bacteria[J].Natural Product Reports, 2018, 35(5):455-488.
[36] MOENS F, WECKX S, DE VUYST L.Bifidobacterial inulin-type fructan degradation capacity determines cross-feeding interactions between bifidobacteria and Faecalibacterium prausnitzii[J].International Journal of Food Microbiology, 2016, 231:76-85.
[37] FAGUNDES R R, BOURGONJE A R, SAEED A, et al.Inulin-grown Faecalibacterium prausnitzii cross-feeds fructose to the human intestinal epithelium[J].Gut Microbes, 2021, 13(1):1993582.
[38] BROWN L, WOLF J M, PRADOS-ROSALES R, et al.Through the wall:Extracellular vesicles in Gram-positive bacteria, mycobacteria and fungi[J].Nature Reviews.Microbiology, 2015, 13(10):620-630.
[39] YE L, WANG Y Z, XIAO F F, et al.F.prausnitzii-derived extracellular vesicles attenuate experimental colitis by regulating intestinal homeostasis in mice[J].Microbial Cell Factories, 2023, 22(1):235.
[40] DONOHOE D R, GARGE N, ZHANG X X, et al.The microbiome and butyrate regulate energy metabolism and autophagy in the mammalian colon[J].Cell Metabolism, 2011, 13(5):517-526.
[41] ZIMMERMAN M A, SINGH N, MARTIN P M, et al.Butyrate suppresses colonic inflammation through HDAC1-dependent Fas upregulation and Fas-mediated apoptosis of T cells[J].American Journal of Physiology.Gastrointestinal and Liver Physiology, 2012, 302(12):G1405-G1415.
[42] ZHOU L X, ZHANG M M, WANG Y M, et al.Faecalibacterium prausnitzii produces butyrate to maintain Th17/treg balance and to ameliorate colorectal colitis by inhibiting histone deacetylase 1[J].Inflammatory Bowel Diseases, 2018, 24(9):1926-1940.
[43] SHIN Y, HAN S, KWON J, et al.Roles of short-chain fatty acids in inflammatory bowel disease[J].Nutrients, 2023, 15(20):4466.
[44] ZHANG M M, ZHOU L X, WANG Y M, et al.Faecalibacterium prausnitzii produces butyrate to decrease c-Myc-related metabolism and Th17 differentiation by inhibiting histone deacetylase 3[J].International Immunology, 2019, 31(8):499-514.
[45] LENOIR M, MARTN R, TORRES-MARAVILLA E, et al.Butyrate mediates anti-inflammatory effects of Faecalibacterium prausnitzii in intestinal epithelial cells through Dact3[J].Gut Microbes, 2020, 12(1):1826748.
[46] LI G F, LIN J, ZHANG C, et al.Microbiota metabolite butyrate constrains neutrophil functions and ameliorates mucosal inflammation in inflammatory bowel disease[J].Gut Microbes, 2021, 13(1):1968257.
[47] ISOBE J, MAEDA S, OBATA Y, et al.Commensal-bacteria-derived butyrate promotes the T-cell-independent IgA response in the colon[J].International Immunology, 2020, 32(4):243-258.
[48] FU Y F, LYU J, WANG S S.The role of intestinal microbes on intestinal barrier function and host immunity from a metabolite perspective[J].Frontiers in Immunology, 2023, 14:1277102.
[49] KHAN M T, DWIBEDI C, SUNDH D, et al.Synergy and oxygen adaptation for development of next-generation probiotics[J].Nature, 2023, 620(7973):381-385.
[50] HAN S Y, LU Y M, XIE J J, et al.Probiotic gastrointestinal transit and colonization after oral administration:A long journey[J].Frontiers in Cellular and Infection Microbiology, 2021, 11:609722.
[51] MARCIAL-COBA M S, SAABY L, KNØCHEL S, et al.Dark chocolate as a stable carrier of microencapsulated Akkermansia muciniphila and Lactobacillus casei[J].FEMS Microbiology Letters, 2019, 366(2).DOI:10.1093/femsle/fny290.
[52] SAARELA M H.Safety aspects of next generation probiotics[J].Current Opinion in Food Science, 2019, 30:8-13.
[53] BAI Z P, ZHANG N, JIN Y, et al.Comprehensive analysis of 84 Faecalibacterium prausnitzii strains uncovers their genetic diversity, functional characteristics, and potential risks[J].Frontiers in Cellular and Infection Microbiology, 2023, 12:919701.
[54] RECHARLA N, GEESALA R, SHI X Z.Gut microbial metabolite butyrate and its therapeutic role in inflammatory bowel disease:A literature review[J].Nutrients, 2023, 15(10):2275.
[55] LI J T, MU Y M, LIU Y W, et al.Effect of size and loading of retinoic acid in polyvinyl butyrate nanoparticles on amelioration of colitis[J].Polymers, 2021, 13(9):1472.
[56] BOICEAN A, BIRLUTIU V, ICHIM C, et al.Fecal microbiota transplantation in inflammatory bowel disease[J].Biomedicines, 2023, 11(4):1016.
[57] ZHANG X C, ISHIKAWA D, OHKUSA T, et al.Hot topics on fecal microbiota transplantation for the treatment of inflammatory bowel disease[J].Frontiers in Medicine, 2022, 9:1068567.
[58] CROTHERS J W, CHU N D, NGUYEN L T T, et al.Daily, oral FMT for long-term maintenance therapy in ulcerative colitis:Results of a single-center, prospective, randomized pilot study[J].BMC Gastroenterology, 2021, 21(1):281.
[59] OTT S J, WAETZIG G H, REHMAN A, et al.Efficacy of sterile fecal filtrate transfer for treating patients with Clostridium difficile infection[J].Gastroenterology, 2017, 152(4):799-811.e7.
[60] TKACH S, DOROFEYEV A, KUZENKO I, et al.Efficacy and safety of fecal microbiota transplantation via colonoscopy as add-on therapy in patients with mild-to-moderate ulcerative colitis:A randomized clinical trial[J].Frontiers in Medicine, 2023, 9:1049849.