2017-06-30
2017年6月,派森諾生物與廣東省微生物研究所合作,在《Frontiers in Immunology》(最新影響因子6.429)發表論文,報道了一種來自于猴頭菇的真菌蛋白(HEP3)可通過改變免疫抑制小鼠和炎性腸病小鼠的腸道菌群而發揮免疫調節作用。
研究背景
炎(yan)性腸病(bing)(bing)(Inflammatory bowel disease,IBD)是(shi)一(yi)種慢性腸道炎(yan)癥(zheng)性疾病(bing)(bing),其癥(zheng)狀(zhuang)表現為(wei)腹痛、腹瀉、便血和(he)體重減輕等。有(you)證據表明(ming),IBD的(de)(de)發生可(ke)增(zeng)加結直腸癌(ai)的(de)(de)患(huan)病(bing)(bing)幾(ji)率。隨著(zhu)生活(huo)水(shui)平(ping)的(de)(de)提(ti)高,飲食結構發生變化,高脂肪食物攝(she)入量(liang)增(zeng)多,IBD在我國的(de)(de)發病(bing)(bing)率呈快速增(zeng)長的(de)(de)趨勢(shi)。
目前對于IBD的治療,尚無特異性強而毒副作(zuo)用(yong)小的藥物(wu)。針對IBD開發具有(you)確(que)切治療效果且(qie)毒副作(zuo)用(yong)低的新型藥物(wu),具有(you)重要的科(ke)學意義和臨床價(jia)值。
猴(hou)頭菇是著名(ming)的(de)藥(yao)食兩用真菌,其活性成分具(ju)有保護神經、降血糖(tang)、抗癌(ai)、抗氧化、抗衰老等功效,所產生的(de)真菌蛋白具(ju)有免疫調節作用,因而為IBD新藥(yao)的(de)開發提供了(le)可能。
研究目(mu)的
對(dui)猴頭菇中的真菌(jun)免疫(yi)調節蛋白(HEP3)進行提取(qu)純化,并將其(qi)應用于炎(yan)性腸(chang)(chang)病小(xiao)鼠(shu)的治(zhi)療。通過比較不(bu)同處理間(jian)小(xiao)鼠(shu)腸(chang)(chang)道的菌(jun)群(qun)差異,探索(suo)猴頭菇蛋白對(dui)免疫(yi)抑制(zhi)小(xiao)鼠(shu)和炎(yan)性腸(chang)(chang)病小(xiao)鼠(shu)的腸(chang)(chang)道菌(jun)群(qun)的影響,及其(qi)通過改變腸(chang)(chang)道菌(jun)群(qun)而(er)產生的免疫(yi)調節作用。
研(yan)究方法
測序技術(shu):Illumina MiSeq高(gao)通量測序平臺(tai)
測序模(mo)式:微(wei)生物組細菌16S rRNA V3-V4區測序
實驗(yan)設(she)計(ji):
1、 將小鼠隨機分(fen)成4組,分(fen)別做如下處理:
2、將小鼠隨機(ji)分(fen)成(cheng)9組(zu),分(fen)別做如下處理(li):
研(yan)究結果
1. 猴頭菇(gu)蛋白(bai)HEP3對IBD大鼠的抗炎(yan)作用(yong)
HE染色和免疫組化實驗結(jie)果顯示,HEP3對IBD大(da)鼠具有顯著(zhu)的抗炎作(zuo)用。
2. HEP3是(shi)一種免(mian)疫(yi)調(diao)節蛋白
HEP3可(ke)通過上(shang)調或下調TNF-α、1L-1β、1L-6等細(xi)胞(bao)(bao)因子及iNOS的(de)產量,對脂多(duo)糖活化(hua)(hua)的(de)小(xiao)鼠RAW 264.7巨噬細(xi)胞(bao)(bao)進(jin)行(xing)免疫調節,實現(xian)了(le)HEP3的(de)免疫調節作用。此外,HEP3還能夠(gou)顯(xian)著(zhu)降低D-半乳糖誘導(dao)的(de)HIEpiC衰老細(xi)胞(bao)(bao)的(de)氧化(hua)(hua)應激(ji)反應,促進(jin)衰老細(xi)胞(bao)(bao)的(de)增殖(zhi)。
3. HEP3可改(gai)善(shan)小鼠(shu)體內由環磷酰(xian)胺(an)誘導的(de)免疫(yi)毒性
HEP3可通過(guo)活化T細(xi)胞,降低小鼠(shu)體內高劑量環磷酰胺誘導的免疫毒性(xing)。
4. 環磷酰胺誘導的免(mian)疫抑制小鼠的腸道(dao)菌群組(zu)成(cheng)
取環磷酰胺誘導實驗的4組小鼠(Z、M、D、G)的盲腸內容物進行高通量測序,對測序數據進行分析。對照組(Z)和環磷酰胺誘導組(M)兩組間的Venn圖、PCA主成分分析及熱圖分析結果顯示,Z和M的微生物組成具有顯著差異。與Z組相比,在屬水平上,M組Oscillospira、Prevotella、Helicobacter和Bilophila的豐度有所下降,而Jeotgalicoccus、Staphylococcus、Acinetobacter、Aerococcus、Lactobacillus、Corynebacterium、Rikenell、Enterobacter、Proteus、Anaerotruncus和Trabulsiella的豐度有所增加。
四組(zu)間比較結果(guo)表明,經過HEP3處(chu)(chu)理的M組(zu)和D組(zu)具(ju)有更(geng)高的微生物物種豐富度(du),且4組(zu)間的群落組(zu)成具(ju)有顯著差異。與M組(zu)比較發現(xian),在(zai)門水平(ping),HEP3處(chu)(chu)理組(zu)Actinobacteria、Bacteroidetes和Proteobacteria的物種豐度具有顯著變化,但與Z組較為接近。Venn圖結果顯示,HEP3會改變腸道菌群組成。
在屬水平,HEP3處理組(zu)的Corynebacterium、Bacteroides、Enterobacter、Acinetobacter、Desulfovibrio和(he)Lactobacillus相對(dui)豐(feng)度增加了,但病原(yuan)菌的(de)(de)相對(dui)豐(feng)度減(jian)少(shao)了。菌群代(dai)謝(xie)功能預(yu)測分析結果顯示(shi),環磷酰胺(an)處(chu)理(li)組(M)的(de)(de)生物代(dai)謝(xie)較為緩(huan)慢(man),然(ran)而經(jing)過HEP3處(chu)理(li)后,幾乎所(suo)有代(dai)謝(xie)恢復甚至(zhi)高(gao)于正(zheng)常(chang)水平。