Cell host microbe | 腸道微生物DL-內(nèi)肽酶通過NOD2信號通路緩解克羅恩病

南方醫(yī)科大學(xué)珠江醫(yī)院檢驗醫(yī)學(xué)部教授何肖龍老師和其團隊在《Cell host & microbe》雜志上發(fā)表了題為Gut microbial DL-endopeptidase alleviates Crohn's disease via the NOD2 pathway的論文,該研究表明菌群DL-內(nèi)肽酶是產(chǎn)生NOD2配體的關(guān)鍵酶。
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作者分析了來自全球多個地區(qū)(中國、美國、荷蘭、西班牙)的857例宏基因組數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)DL-內(nèi)肽酶基因豐度在克羅恩病中顯著降低,且與疾病活動度顯著負相關(guān)。在體內(nèi)實驗層面,證實DL-內(nèi)肽酶活性低的克羅恩病患者糞菌,移植至小鼠可顯著增加其腸炎易感性,該效應(yīng)在NOD2敲除小鼠中消失。最后發(fā)現(xiàn),直接補充DL-內(nèi)肽酶、產(chǎn)DL-內(nèi)肽酶益生菌或小分子NOD2激活劑,均能通過激活NOD2信號緩解小鼠腸炎。

文獻來源:https://sciencedirect.53yu.com/science/article/pii/S193131282200395X
克羅恩病是一組腸黏膜非特異性慢性炎癥反應(yīng)性疾病,因病情反復(fù)發(fā)作難以治愈,被稱為“綠色癌癥”。目前克羅恩病的治療主要采取抑制炎癥反應(yīng)的策略,以激素、免疫抑制劑及生物制劑等一種或多種藥物聯(lián)合治療。這些藥物不可避免地產(chǎn)生諸多副反應(yīng),且單純抑制免疫反應(yīng)難以改變潛在的腸道穩(wěn)態(tài)失衡,導(dǎo)致病情容易反復(fù),極大地影響了患者的生活質(zhì)量及生存率。更為重要的是,持續(xù)反復(fù)的慢性炎癥還會增加結(jié)直腸癌的發(fā)病風(fēng)險。因此,亟待開發(fā)治療克羅恩病的新治療方法。
核苷酸寡聚結(jié)構(gòu)域 2 (NOD2)是一種經(jīng)典的模式識別受體,通過識別特定的細菌肽聚糖片段(如胞壁酰二肽)而維持腸道穩(wěn)態(tài)。NOD2基因突變是導(dǎo)致克羅恩病的最強遺傳風(fēng)險因素。西方人群中近 50% 的家族性克羅恩病與三個突變相關(guān),這些突變都會損害 NOD2 的配體識別。以上表明 NOD2 信號傳導(dǎo)在維持宿主穩(wěn)態(tài)環(huán)境中起關(guān)鍵作用。除NOD2受體本身缺陷外,細菌來源的配體是否會缺乏,其缺乏是否會影響 NOD2 信號傳導(dǎo)而驅(qū)動克羅恩病很大程度上仍是未知的。
何肖龍團隊通過收集克羅恩病宏基因組公共數(shù)據(jù),分析8種肽聚糖水解酶在健康對照和克羅恩病人糞菌中的豐度變化;利用培養(yǎng)組學(xué)、16S rRNA測序和宏基因組測序,結(jié)合NOD2報告細胞激活實驗,分析DL-內(nèi)肽酶是否為產(chǎn)生NOD2配體的關(guān)鍵酶;通過糞菌移植和NOD2基因敲除小鼠,探索低DL-內(nèi)肽酶活性的糞菌是否增加小鼠腸炎易感性,及該驅(qū)動腸炎作用是否依賴于NOD2通路。最后,利用DL-內(nèi)肽酶、DL-內(nèi)肽酶產(chǎn)物和自主分離的產(chǎn)DL-內(nèi)肽酶益生菌,探索調(diào)控DL-內(nèi)肽酶緩解腸炎的可行性。

該研究中使用的小鼠試劑盒TNF-α(CSB-E04741m);IFN-γ(CSB-E04578m);IL-17 (CSB-E04608m); IL-6(CSB-E04639m)均來自華美生物(CUSABIO)(圖2:M)
該研究首次揭示除基因突變外,腸道菌群紊亂也是影響NOD2信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的重要因素。另外,研究提示NOD2激活可能是傳統(tǒng)益生菌,如唾液乳桿菌,發(fā)揮療效的重要機制,在后續(xù)相關(guān)益生菌的臨床試驗中,需要考慮宿主基因型對益生菌療效的影響,糞便NOD2配體(如胞壁酰二肽等)也需要作為一個重要的結(jié)局觀測指標(biāo)。