FSHW | 热灭活副干酪乳杆菌JY56可通过调节免疫-炎症反应和肠道微生物群缓解卵清蛋白诱发的食物过敏

打开网易新闻 查看精彩图片

本文系Food Science and Human Wellness原创编译，欢迎分享，转载请授权。

打开网易新闻 查看精彩图片

Introduction

食物过敏（FA）是人体免疫系统对食物抗原的一种异常免疫反应，可导致消化道、呼吸道、皮肤和心血管系统等不适。过敏的临床症状主要包括口或耳发痒、鼻炎、哮喘、呕吐、腹泻、呼吸困难等，严重者甚至会导致休克甚至死亡。近年来，FA的流行率和发病率显著上升。调查数据显示，FA在不同国家、不同年龄阶段均有流行，且总体流行率逐年上升。显然，FA已成为一个全球性的公共卫生问题。作为一种复杂的免疫学疾病，FA目前尚无根治方法，严格避免食物过敏原仍是最有效的预防手段。然而，由于饮食的复杂性，FA的发生并不能完全避免，仍需通过其他手段进行治疗，主要包括过敏原特异性免疫疗法和非特异性免疫疗法。过敏原特异性免疫治疗在脱敏方面疗效显著，但可能会引起胃肠道不良反应等副作用。至于过敏原非特异性免疫治疗，抗过敏药物主要包括抗组胺类药物、肾上腺素和糖皮质激素等，这些药物起效快、疗效显著，但可能产生副作用和耐药性。因此，迫切需要寻找天然物质来预防或治疗FA及相关免疫疾病。

灭活益生菌又称后生元，与活益生菌相比，具有环境稳定性和加工稳定性好、易于运输和储存、无耐药基因传递风险、安全性高等优点。灭活益生菌的主要成分包括茶酸、脂脱落酸、肽聚糖、膜蛋白等。活性益生菌已被广泛证实可通过多种途径缓解卵清蛋白（OVA）诱发的过敏症，包括免疫调节、抑制炎症信号通路和恢复紊乱的肠道微生物群等。有趣的是，灭活益生菌已被证明可以通过多种途径调节免疫反应，逐渐引起研究人员的关注。

东北农业大学食品学院郑淼博士、东北农业大学食品学院姜毓君教授等在本研究中以OVA诱导的FA小鼠（BALB/c）为研究对象，探究了热灭活副干酪乳杆菌JY56（HK-L. paracasei JY56）对FA小鼠的缓解机制。本研究旨在为灭活益生菌在过敏及相关疾病功能食品中的应用提供理论依据。

Results and Discussion

HK-L. paracasei JY56可改善FA小鼠的临床过敏症状

FA可导致小鼠体质量下降，直肠温度显著降低，并出现抓挠、毛发蓬乱、嗜睡、自主活动减少、哮喘和呼气性呼吸困难等症状。在第43天，FA组的体质量显著低于NC组（图1A）。然而，不同剂量的HK-L. paracasei JY56均抑制了体质量的下降。此外，在第43天，测量小鼠直肠温度变化，图1B显示，OVA组小鼠直肠温度变化最显著（（-0.90±0.03）℃），而不同剂量的HK-L. paracasei JY56治疗组的温度变化显著低于FA组，且呈剂量依赖性。其中，MLP组和HLP组的体温变化趋向于NC组，无明显变化。过敏评分结果显示（图1C），NC组小鼠无过敏反应，OVA组小鼠过敏评分较高，主要症状为抓鼻、抽搐和哮喘，而使用HK-L. paracasei JY56干预后过敏症状得到显著缓解。

打开网易新闻 查看精彩图片

HK-L. paracasei JY56可降低FA小鼠血清中的OVA特异性抗体和过敏介质水平

食物过敏伴随着血清中OVA-sIgE和OVA-sIgG水平的升高。如图2A-B所示，给予不同剂量的HK-L. paracasei JY56后，FA组小鼠血清中的OVA-sIgE和OVA-sIgG水平明显下降。此外，在过敏阶段，肥大细胞和嗜碱性粒细胞会发生脱颗粒反应，并释放一系列过敏介质（如组胺和肥大细胞蛋白酶）。通过检测小鼠血清中组胺和MMCP-1的水平，发现灌胃HK-L. paracasei JY56的FA小鼠血清中组胺和MMCP-1水平的降低，且呈剂量依赖性（图2C-D）。结果表明，FA小鼠体内特异性抗体和过敏介质的水平与过敏评分呈正相关。此外，该研究还表明，HK-L. paracasei JY56可通过抑制OVA特异性抗体的分泌和过敏介质的释放来缓解小鼠的FA。

打开网易新闻 查看精彩图片

HK-L. paracasei JY56可抑制FA小鼠异常的Th2和Th17免疫反应

本研究从脾脏淋巴细胞亚群和相关细胞因子分泌的角度来探究HK-L. paracasei JY56对全身免疫反应的调控。如图3，FA组小鼠脾脏中标记的T淋巴细胞、DCs和Th17细胞数量显著高于NC组，Tregs数量显著低于NC组。这表明，OVA的刺激导致了FA小鼠的异常免疫反应。值得注意的是，灌胃不同剂量的HK-L. paracasei JY56可不同程度地减少T淋巴细胞、DC和Th17的数量。此外，灌胃HK-L. paracasei JY56可逆转OVA致敏诱导的Tregs数量减少。结果表明，HK-L. paracasei JY56可通过调节淋巴免疫细胞提高免疫调节能力，进而缓解OVA诱导的FA。

打开网易新闻 查看精彩图片

HK-L. paracasei JY56可改善肠道屏障损伤

除了免疫细胞分化失衡外，FA还常常伴随着肠上皮屏障的损伤。本研究通过空肠组织的H&E染色和TB染色以及qRT-PCR进一步分析了肠屏障的完整性。图4A表明，不同剂量的HK-L. paracasei JY56干预可在不同程度上减轻炎症和空肠上皮结构的损伤，且剂量越大效果越显著。过敏原刺激会导致小鼠空肠肥大细胞脱颗粒活化，进而引起过敏性炎症。通过TB染色（图4B）发现与NC组相比，OVA组小鼠视野中肥大细胞数量明显增加，且形态不清晰，而服用HK-L. paracasei JY56可以逆转这一现象。结果进一步证实，HK-L. paracasei JY56通过抑制肥大细胞活化，降低了FA小鼠血清中过敏介质和细胞因子的水平。

打开网易新闻 查看精彩图片

HK-L. paracasei JY56抑制TLR4/NF-κB炎症通路的激活

TLR4/NF-κB信号通路参与了肥大细胞活化和多种炎症反应。为了进一步探讨HK-L. paracasei JY56缓解FA的信号机制，本研究从基因和蛋白水平研究了对TLR4/NF-κB信号通路的抑制作用。如图5所示，结果表明OVA挑战激活了TLR4/NF-κB炎症通路，从而促进了过敏相关炎症的发展。与OVA组小鼠相比，LLP、MLP和HLP组小鼠的TLR4、MyD88、TRAF6和NF-κB p65基因的相对表达量显著下降。高剂量HK-L. paracasei JY56的效果最好，与OVA组相比，TLR4、MyD88、TRAF6和NF-κB p65基因的相对表达量分别降低了259%、54%、85%和264%。结果表明，HK-L. paracasei JY56可通过抑制TLR4/NF-κB炎症通路的激活来缓解FA。

打开网易新闻 查看精彩图片

HK-L. paracasei JY56调节FA小鼠的肠道微生物

过敏原会导致肠道环境紊乱，而肠道微生物群失调与FA的进展有关。图6A-D表明，HK-L. paracasei JY56恢复了FA小鼠肠道微生物群的丰度和多样性。此外，研究了各组FA小鼠肠道微生物菌群在门和属的变化，结果如图6E-F所示。HK-L. paracasei JY56在门级和属级上增加有益菌的丰度，降低有害菌的丰度，改善FA小鼠的肠道稳态，缓解OVA诱导的FA。如图6G所示，进一步分析肠道微生物群与FA生理及病理指标的相关性发现，Lactobacillus与OVA-sIgE、OVA-sIgG、组胺、MMCP-1、IL-4、IFN-γ、IL-17A和TNF-α呈显著负相关。此外，Alistipes与IL-17A和TNF-α呈显著负相关，Ruminococcus与OVA-sIgE、OVA-sIgG、组胺、MMCP-1、IL-4、IFN-γ和IL-17A呈显著负相关。相反，Oscillospira与IL-4和IFN-γ呈显著正相关。这些结果表明，FA小鼠的生理及病理指标与肠道微生物之间存在很强的相关性。

打开网易新闻 查看精彩图片

Conclusion

本研究结果表明，HK-L. paracasei JY56可通过多种途径缓解OVA诱导的FA。首先，HK-L. paracasei JY56可减轻临床过敏症状。此外，HK-L. paracasei JY56还能降低小鼠血清中OVA-sIgE、OVA-sIgG、组胺和肥大细胞蛋白酶的水平。同时，HK-L. paracasei JY56还能调节小鼠脾脏中的淋巴免疫细胞。此外，HK-L. paracasei JY56有助于增强肠道物理屏障的完整性并抑制炎症反应。最后，HK-L. paracasei JY56可通过调节肠道微生物群，增加小鼠肠道内容物中产生SCFAs细菌的相对丰度，从而增加肠道SCFAs含量，缓解FA。与药物治疗相比，HK-L. paracasei JY56是一种更经济、更安全的缓解FA的方法，在治疗过敏及相关疾病的功能食品中具有广阔的应用前景。

第一作者

郑淼，女，东北农业大学食品学院博士研究生。食品科学专业。

通信作者

姜毓君，男，二级教授、博士生导师，东北农业大学食品学院院长、乳品科学教育部重点实验室主任。入选长江学者特聘教授、国家“万人计划”领军人才。荣获全国食品安全工作先进个人、中国食品科技学会科技创新奖——突出贡献奖。担任国务院食品安全委员会专家委员会委员、中国营养保健食品协会副会长。

主要从事乳制品、婴幼儿配方食品和特医食品等特殊食品和功能食品研究，先后承担国家重点研发计划国际合作重点专项、国家科技支撑计划、国家“863”计划、国家自然科学基金、教育部科学技术研究重点项目等课题30余项；获省级科技进步二等奖2项、行业科技一等奖1项、中国食品科技学会突出贡献奖1项、省优秀专利奖1项；授权中国和美国专利30余件；主编或共同出版专著教材10余部；以第一作者或通讯作者发表学术论文200余篇。主持和主要参与多项国家乳品安全与品质相关法规、标准和技术规范的制定。

Heat-killed Lactobacillus paracasei JY56 can relieve ovalbumin-induced food allergy via regulating immuno-inflammatory responses and gut microbiota

Miao Zheng, Ming Ma, Ruxue Fang, Yilin Sun, Xinyan Yang, Chaoxin Man, Qianyu Zhao*, Yujun Jiang*

a Institute of Food Science and Technology, College of Biological Science and Engineering, Fuzhou University, Fuzhou 350108, China

b Food Nutrition and Health Research Center, School of Advanced Manufacturing, Fuzhou University, Jinjiang 362200, China

c School of Food Science and Technology, Jiangnan University, Wuxi 214122, China

d Beijing Laboratory for Food Quality and Safety, Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, China

e School of Health Science and Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China

1 Both authors contributed equally.

*Corresponding author.

Abstract

Food allergy (FA) is an aberrant immune response triggered by the ingestion of a food antigen. Ovalbumin (OVA)-sensitized and challenged BALB/c mice were orally administered heat-killed (HK)-Lactobacillus paracasei JY56. In this work, HK-L. paracasei JY56 alleviated the FA-induced decrease in body weight and rectal temperature and reduced the allergy score. Serum analysis showed that HK-L. paracasei JY56 reduced the levels of specific antibodies (OVA-specific Immunoglobulin E (sIgE) and OVA-specific Immunoglobulin G (sIgG)) and allergic mediators (histamine and mast cell protease) in FA mice. In addition, HK-L. paracasei JY56 also could alleviate OVA-induced FA by suppressing T helper (Th)2 and Th17-type immune responses, which was evidenced by the regulation of splenic lymphocyte subpopulations and associated cytokine secretion. Moreover, jejunal histological analysis and intestinal barrier function related gene expression measurement were performed to verify the intestinal barrier repair of HK-L. paracasei JY56. Meanwhile, the TLR4/NF-κB inflammatory pathway activation was inhibited by HK-L. paracasei JY56 at gene and protein levels. Finally, HK-L. paracasei JY56 was performed to modulate the gut microbiota structure and increase the levels of short-chain fatty acids. In conclusion, HK-L. paracasei JY56 could alleviate OVA-induced FA in multiple ways, and this study provides a theoretical basis for the application of inactivated probiotics in functional foods for FA.

Reference:

ZHENG M, MA M, FANG R X, et al. Heat-killed

Lactobacillus paracasei

打开网易新闻 查看精彩图片

本文编译内容由作者提供

编辑：梁安琪；责任编辑：孙勇

封面图片：图虫创意

打开网易新闻 查看精彩图片

为汇聚全球智慧共探产业变革方向，搭建跨学科、跨国界的协同创新平台，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心、国家市场监督管理总局技术创新中心（动物替代蛋白）、中国食品杂志社《食品科学》杂志（EI收录）、中国食品杂志社《Food Science and Human Wellness》杂志（SCI收录）、中国食品杂志社《Journal of Future Foods》杂志（ESCI收录）主办，西南大学、 重庆市农业科学院、 重庆市农产品加工业技术创新联盟、重庆工商大学、重庆三峡学院、西华大学、成都大学、四川旅游学院、西昌学院、北京联合大学协办的“ 第三届大食物观·未来食品科技创新国际研讨会 ”， 将于2026年4月25-26日 （4月24日全天报到） 在中国 重庆召开。

长按或微信扫码进行注册

会议招商招展

联系人：杨红；电话：010-83152138；手机：13522179918（微信同号）