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維持腸道菌群穩態的大功臣:抗菌肽
新聞來源:【管理員】    發布時間:2019-07-05   瀏覽次數:666



 腸道抗菌肽在體內如何發揮功能  
 

 

A. 潘式細胞分泌的防御素5(HD5)有助于減少腸道感染鼠傷寒沙門氏菌的風險。


B. 并大大降低腸道共生的分節絲狀菌的數量。


C. 與HD5相反,HD6通過形成捕獲病原體的寡聚體而有助于宿主防御鼠傷寒沙門氏菌。

 

D. 并且,小鼠α-防御素(cryptdins)可促進宿主防御鼠傷寒沙門氏菌。

 

E. 上皮細胞分泌的mCRAMP有助于殺死嚙齒類檸檬酸桿菌和腸出血性大腸桿菌(EHEC)。



白細胞介素(IL-22)的穩健產生

誘導潘氏細胞表達C型凝集素

RegⅢ γ和RegⅢ β

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F. RegⅢ γ作用是維持微生物群和上皮細胞層之間的空間分離,并能還促進致病性單核細胞增生李斯特菌的清除。

 

G. 微生物群的成員可以進一步誘導RegIIIγ的表達,從而提高萬古霉素對耐藥腸球菌(VRE)的有效性。

(點擊看更多:抗菌肽提高抗生素對耐藥菌的有效性

 

H. RegⅢβ可以保護宿主免于假結核耶爾森菌的感染

 

I.  但也可以靶向腸道微生物群,從而導致鼠傷寒沙門氏菌延長感染

 

J. 潘式細胞分泌的溶菌酶有助于減輕腸道鼠傷寒沙門氏菌感染

 

K. 最后,干擾素γ(IFNγ)誘導趨化因子(如CXCL9),通過獨立于其趨化能力的機制介導小鼠病原體檸檬酸桿菌的清除。


NOTE
上圖所涉的防御素、導管素、再生蛋白家族、溶菌酶、趨化因子等都屬于宿主產生的抗菌肽AMPs

 抗菌肽通過營養免疫控制細菌增殖 

 

 

A. 在腸道病原體感染期間,高水平的白細胞介素IL-17和IL-22刺激腸上皮細胞表達抗微生物蛋白鈣衛蛋白(可螯合鋅元素和錳元素)和脂質運載蛋白-2(可螯合鐵元素)。

 

B. 此外,IL-17和IL-22還刺激上皮依賴性CXC-趨化因子產生,其募集多形核細胞(PMN)以提供脂質運載蛋白-2和鈣衛蛋白的額外來源。這兩種抗微生物蛋白的營養爭奪限制了共生微生物群的生長。

 

 

 

C. 然而,也有部分病原體(如鼠傷寒沙門氏菌)可通過產生氣菌素salmochelin來克服鐵限制,氣菌素salmochelin是一種不受脂質運載蛋白-2結合的“隱形”鐵載體。

 

D. 此外,鼠傷寒沙門氏菌還可編碼高親和力的ZnuABC,MntH和SitABCD轉運蛋白以獲得鋅和錳,這就抵消了鈣衛蛋白的營養限制。


 細菌來源的抗菌肽在腸道中的活性 

 

 

若革蘭氏陽性菌能產生具有抑菌作用的細菌素

則通常可認為這種G+菌是益生菌菌株

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A. 具體而言,唾液乳桿菌菌株UCC118所產生的細菌素Abp118能夠靶向致病性單核細胞增生李斯特菌。

 

B. 而蘇云金芽孢桿菌DPC 6431產生的細菌素ThuricinCD,其活性限制了難辨梭菌的擴增。

 

C. 糞腸球菌菌株異位表達的細菌素Bac-21能夠特異性地靶向耐萬古霉素腸球菌(VRE),同時保持共生細菌的完整性。

 

D. 與益生菌相反,李斯特菌屬的一些流行菌株產生李斯特菌溶素S(LLS),LLS可以通過靶向宿主微生物群來促進毒力。



革蘭氏陰性菌產生的抗菌肽

為小菌素(小于10kDa)

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E. 大腸桿菌1917(EcN)合成小菌素M(MccM)和小菌素H47(MccH47),可在當鐵元素缺乏時,清除發炎腸道中的病原性鼠傷寒沙門氏菌,并粘附侵入性大腸桿菌(AIEC)。

 

 進一步探索AMPs 


胃腸道是一個復雜的環境,是宿主免疫系統與多種微生物相互作用的,其中還包括了共生微生物和致病性微生物。而腸道抗菌肽在腸道穩態失衡和感染期間調節微生物菌群,發揮著至關重要的作用。進一步探索抗菌肽的天然作用機制,將有助于治療腸道感染、維護菌群穩定。

 

翻譯 / 制圖:圣西馬,轉載請注明來源

原文標題:G.I.pros: Antimicrobial defense in the gastrointestinal tract

原文鏈接 :https://doi.org/10.1016/j.semcdb.2018.02.001


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