Модуляция пролиферации и апоптоза эпителиальных клеток кишечника с помощью Lactobacillus gasseri SF1183

Apr 05, 2023

Том 12 научных отчетов, номер статьи: 20248 (2022) Цитировать эту статью

1488 Доступов

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Микробиота кишечника оказывает множество положительных эффектов на гомеостаз кишечника, включая выработку полезных молекул, контроль целостности эпителиального барьера и регуляцию баланса между гибелью и пролиферацией клеток хозяина. Взаимодействия между комменсальными бактериями и клетками кишечника до сих пор недостаточно изучены, поэтому первостепенное значение имеет рассмотрение таких взаимодействий на молекулярном и клеточном уровнях. Мы сообщаем об анализе in vitro воздействия молекул, секретируемых Lactobacillus gasseri SF1183, на клетки HCT116, выбранные в качестве модели эпителиальных клеток кишечника. SF1183 представляет собой штамм L. gasseri, выделенный из биопсии подвздошной кишки здорового добровольца, способный предотвращать симптомы колита in vivo. Расширяя предыдущие результаты, мы показываем, что биоактивные молекулы, секретируемые SF1183, уменьшают пролиферацию клеток HCT116 обратимым образом, определяя изменения в маркерах клеточного цикла (p21WAF, p53, циклин D1) и приводя к защите клеток HCT116 от индуцированного TNF-альфа. апоптоз, эффект, потенциально имеющий значение для защиты целостности эпителиального барьера и восстановления тканевого гомеостаза. Соответственно, секретируемые молекулы SF1183 увеличивают рекрутирование окклюдина, основного компонента TJ, в межклеточных контактах, что указывает на усиление барьерной функции.

Кишечная микробиота развивалась совместно с животным-хозяином, образуя симбиотические отношения и способствуя метаболическому здоровью хозяина. Относительное распределение кишечных бактерий уникально для каждого человека и временно меняется в зависимости от диеты, возраста, физических упражнений, употребления лекарств и генетики хозяина, что затрудняет определение нормальной или здоровой микробиоты. Однако большое разнообразие таксонов, большое богатство и стабильные функциональные ядра микробиоты характеризуют здоровые микробные сообщества кишечника1. Резкие изменения такого микробного состава (дисбактериоз) связаны с патогенезом различных метаболических нарушений и воспалительных заболеваний кишечника, включая воспаления толстой кишки (ЯК, язвенный колит, БК, хроническая болезнь), обычно называемые воспалительными заболеваниями кишечника (ВЗК). ВЗК характеризуются аномальной выработкой воспалительных цитокинов (ФНО-α, фактора некроза опухоли альфа, интерферона гамма-ИНФ) клетками-хозяевами и нарушением целостности эпителия, отчасти из-за усиленного апоптоза. Чтобы сбалансировать эти условия, был предложен ряд стратегий вмешательства, направленных на микробиоту, которые были протестированы на животных моделях и, в некоторых случаях, в испытаниях на людях. К ним относятся пероральный прием (1) пребиотиков, неперевариваемых олигосахаридов (например, инулина и олигофруктозы), которые после ферментации некоторыми представителями микробиоты вызывают улучшение барьерных функций кишечника, (2) пробиотиков, живых бактерий, которые, колонизируя на кишечник оказывают благоприятное воздействие на здоровье (3) синбиотики, комбинация пребиотиков и различных пробиотических штаммов; и (4) постбиотики, пастеризованные пробиотики или части микробных штаммов1.

Пероральное применение пробиотиков в настоящее время очень хорошо принято из-за способности некоторых бактерий влиять на экспрессию цитокинов, уменьшать воспаление и защищать целостность кишечного барьера2,3,4,5,6. Использование пробиотиков произошло из традиционных продуктов питания, содержащих живые бактерии, распространенных во многих культурах и считающихся полезными для здоровья. Хорошо известными примерами в этом контексте являются молочнокислые бактерии, присутствующие в различных традиционных ферментированных продуктах7, и спорообразователи рода Bacillus, обнаруженные в натто, японском традиционном здоровом продукте на основе соевых бобов, ферментированных B. subtilis var. натто и аналогичные ферментированные продукты, традиционно используемые в разных странах8. Несколько видов родов Bifidobacterium, Lactobacillus, Bacillus и Saccharomyces уже давно используются в качестве коммерческих пробиотиков8,9. Кроме того, в качестве пробиотиков следующего поколения были предложены другие кишечные бактерии, такие как Faecalibacterium prausnitzii10 и Akkermansia muciniphila11.