思路可学!东北农业大学研究团队:婴儿双歧杆菌 E4 胞外多糖对肠道屏障的保护作用、体外肠道菌群和代谢物的调节以及对免疫抑制小鼠的影响

背景：化疗药物环磷酰胺（CTX）会引发免疫抑制、肠道黏膜损伤、肠道屏障破坏、紧密连接蛋白表达下降、肠道菌群紊乱及代谢异常。婴儿双歧杆菌是肠道核心有益菌，其分泌的胞外多糖（EPS） 具有调节肠道菌群、保护肠黏膜、增强肠道免疫、维护肠道屏障的潜在功能。

肠道屏障包含机械、化学、微生物、免疫四大屏障，紧密连接蛋白（occludin、ZO‑1、claudin‑1）与黏蛋白 MUC2 是维持屏障完整性的关键物质，但婴儿双歧杆菌亚种 E4 的 EPS 对肠道屏障与免疫抑制的系统作用机制尚不明确。

目的：探究婴儿双歧杆菌 E4 产生的两种胞外多糖EPS‑1、EPS‑2在体外对肠上皮屏障的保护作用。阐明 EPS‑1、EPS‑2 对 CTX 诱导的免疫抑制小鼠肠道损伤、肠道菌群及代谢物的调控机制。

方法：

以大鼠小肠隐窝上皮细胞IEC‑6为模型，用 LPS 构建损伤模型：CCK‑8 检测细胞活力；划痕实验检测细胞迁移修复能力；跨上皮电阻（TEER）与 FD‑4 通透性检测屏障功能；RT‑qPCR 与免疫荧光检测紧密连接蛋白（occludin、ZO‑1、claudin‑1）的 mRNA 与蛋白表达。

构建 CTX 免疫抑制小鼠模型，分为正常组、模型组、EPS‑1 组、EPS‑2 组：组织病理染色（H&E、AB‑PAS）观察肠道形态、绒毛-隐窝、杯状细胞数量；RT‑qPCR 检测肠道 MUC2 及紧密连接基因表达；免疫荧光检测 IgA、CD11c、CCL20 表达；流式细胞术检测派尔集合淋巴结（PPs）中 T/B 细胞亚群；16S rRNA 测序分析肠道菌群结构；GC‑MS、LC‑MS 检测短链脂肪酸（SCFAs）与非靶向代谢物。

结果：

EPS‑1、EPS‑2 无细胞毒性，可提升 IEC‑6 细胞活力，促进 LPS 损伤细胞的修复与伤口愈合。显著提高 TEER、降低细胞旁通透性，保护肠道屏障完整性。上调 occludin、ZO‑1、claudin‑1 的 mRNA 与蛋白表达，修复 LPS 导致的紧密连接结构破坏；EPS‑1 效果优于 EPS‑2。

改善 CTX 导致的结肠、回肠病理损伤，增加回肠绒毛长度 / 隐窝深度比值，提升杯状细胞数量与 MUC2 表达。免疫调节：提高肠道 IgA、CD11c、CCL20 水平，增加 PPs 中 CD3+、CD4+、CD8+ T 细胞与 CD19+ B 细胞比例，恢复肠道免疫。

恢复厚壁菌门、拟杆菌门丰度，降低脱硫弧菌门、变形杆菌门等有害菌；增加毛螺菌科、Muribaculaceae、Alistipes、Roseburia 等有益菌，减少 Desulfovibrio、Escherichia‑Shigella 等致病菌。显著提高乙酸、丙酸、丁酸等 SCFAs 水平；调控脂质、维生素、甾醇、生物碱等代谢通路，改善代谢紊乱。关键有益菌与紧密连接蛋白、SCFAs、免疫因子呈显著正相关。

结论：婴儿双歧杆菌 E4 的 EPS‑1 与 EPS‑2 可保护肠上皮屏障、修复肠道损伤、调节肠道菌群结构、提升肠道免疫、改善代谢谱，从而缓解 CTX 导致的免疫抑制与肠黏膜损伤，且EPS‑1 整体效果更优。

图形摘要

图1 动物模型实验设计。

图2 EPS‑1 和 EPS‑2 对 IEC‑6 细胞存活率（A、B）及伤口愈合率（C、D）的影响。

图3 EPS‑1 和 EPS‑2 对 LPS 诱导的 IEC‑6 细胞跨上皮电阻（TEER）（A）及细胞旁通透性（B）的影响。

图4 EPS‑1 和 EPS‑2 对 IEC‑6 细胞紧密连接蛋白 mRNA 表达水平。

（A–C）及蛋白分布（D）的影响。

图5 小鼠结肠与回肠 H&E 染色（放大倍数 ×100）（A）及小鼠回肠绒毛长度与隐窝深度分析（B–D）。

图6 小鼠结肠与回肠 AB‑PAS 染色（放大倍数 ×100）（A、B）；小鼠回肠中 Muc2（C）及紧密连接蛋白（D–F）的 mRNA 表达水平。酒红色代表中性黏液，蓝色代表酸性黏液。

图7  DAPI 发出蓝色荧光，IgA 以荧光素标记的红色荧光表示，CD11c 和 CCL20 分别以荧光素标记的绿色和红色荧光表示。

图8 CD3+、CD4+、CD8+ T 细胞及 B 细胞（CD19+）的流式细胞术分析。

图9 小鼠肠道菌群在门水平和属水平的组成（A、B）及属水平微生物相关性网络分析（C、D）。节点大小代表两组样本丰度总和，节点内部饼图代表两组样本丰度占比，浅蓝色为模型组（MC）、黄色为 EPS‑1 组、红色为 EPS‑2 组。