Immunity:支持纤维在结肠健康中作用的新证据

【字体: 时间:2014年01月24日 来源:生物通

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  在2014年1月16日的《免疫》(Immunity)杂志上发表的一项研究中,科学家们有更多的理由告诉你:多吃高纤维食品和不滥用抗生素。这项研究表明,Gpr109a受体——通过大剂量烟酸激活可以保护心血管,在预防结肠炎和结肠癌中也发挥关键的作用。

  
   在2014年1月16日的《免疫》(Immunity)杂志上发表的一项研究中,科学家们有更多的理由告诉你:多吃高纤维食品和不滥用抗生素。这项研究表明,一个受体——医生用大剂量烟酸(niacin,也称作维生素B3)激活它以保护患者的心血管系统,在预防结肠炎和结肠癌中也发挥关键的作用。
   本文的通讯作者、佐治亚健康科学大学(GRU)乔治亚医学院(MCG)生物化学和分子生物学系主任Vadivel Ganapathy博士称,这项发现有助于解释“为什么高纤维饮食可降低结肠癌问题的风险”,并指出,当缺乏纤维时,烟酸只是有助于保持结肠的健康。
   本文的另外一位通讯作者、MCG免疫学家、GRU癌症中心癌症免疫学、炎症和耐受性项目成员Nagendra Singh博士表示,这项研究发现,缺乏Gpr109a受体的小鼠,很容易患上结肠炎和结肠癌。
   而且,当他们将烟酸给予健康结肠细菌已经被抗生素清除(长期使用抗生素经常发生的现象)的小鼠时,烟酸能够帮助引导结肠内的免疫细胞进入一种安全、抗炎的模式。
   结肠中的有益细菌,能够在纤维中旺盛生长,纤维在肠道中的消化,能够产生丁酸盐——一种短链的脂肪酸,多年以前,Ganapathy发现丁酸盐能够自然激活Gpr109a。然而,这种关系似乎仅限于结肠,在结肠中,有高纤维饮食存在时,丁酸盐水平会上升。
   在2003年,葛兰素史克公司和德国海德堡大学的研发团队指出,在脂肪细胞表面的Gpr109a受体,参与了烟酸对心血管的保护作用,包括增加有益胆固醇(或HDL),同时减少致病低密度脂蛋白(LDL)水平。他们在对其他激活物的探寻过程中,发现了丁酸盐,这使得Ganapathy发现,不仅Gpr109a受体在结肠细胞表面表达,而且随着充足的纤维摄入量,结肠中的丁酸盐水平可以激活这种受体。
   现在,他和Singh指出,结肠中由丁酸盐激活的Gpr109a,能够促使免疫细胞(在该部位具有充足的供应),抑制而不是促进炎症,而炎症是许多令人痛苦的疾病(如溃疡性结肠炎、克罗恩氏病和结直肠癌)的一个因素。
   Singh说,一旦丁酸盐激活结肠中树突状细胞和巨噬细胞上的Gpr109a受体,这些免疫细胞就开始产生抗炎分子,发生信息给T细胞(免疫的关键协调器),让其做同样的事情。丁酸盐也促使结肠上皮细胞产生细胞因子,帮助伤口愈合,这是解决发生在溃疡性结肠炎和克罗恩氏病中的肠道炎症的关键步骤。
   Ganapathy说:“为了保护你的结肠,你不但需要这种受体,而且也需要激活它的纤维和丁酸盐。”科学家建议,对于那些没有或无法吃高纤维饮食的人来说,大剂量的烟酸,可以帮助他们保护结肠,目前已用这种方法来保护心脏。
   Singh称:“我们认为大剂量的烟酸,对治疗和/或预防溃疡性结肠炎、克罗恩氏病和结肠癌以及家族性腺瘤性息肉病(或FAP,引起息肉在整个胃肠道发展的遗传疾病),可能是有用的。”的确,他们已经证明,纤维消耗增加和大的烟酸剂量,能够降低息肉在FAP小鼠中的发展。
   结肠和小肠经常接触通过口腔进入人体内的外源细菌。Ganapathy称,有益细菌是消化和结肠健康所必不可少的,能够定期地与免疫细胞进行交流,丁酸盐似乎也是那里的一个关键信号。
   接下来的步骤包括:烟酸补充剂在结肠健康中的临床试验,和可能的流行病学研究,在已服用烟酸改善心血管健康的患者中,检测肠道炎症和结肠癌的发生率。该项研究是由美国国立卫生研究院资助。(生物通:王英)
生物通推荐原文摘要:
Activation of Gpr109a, Receptor for Niacin and the Commensal Metabolite Butyrate, Suppresses Colonic Inflammation and Carcinogenesis
Summary:Commensal gut microflora and dietary fiber protect against colonic inflammation and colon cancer through unknown targets. Butyrate, a bacterial product from fermentation of dietary fiber in the colon, has been implicated in this process. GPR109A (encoded by Niacr1) is a receptor for butyrate in the colon. GPR109A is also a receptor for niacin, which is also produced by gut microbiota and suppresses intestinal inflammation. Here we showed that Gpr109a signaling promoted anti-inflammatory properties in colonic macrophages and dendritic cells and enabled them to induce differentiation of Treg cells and IL-10-producing T cells. Moreover, Gpr109a was essential for butyrate-mediated induction of IL-18 in colonic epithelium. Consequently, Niacr1−/− mice were susceptible to development of colonic inflammation and colon cancer. Niacin, a pharmacological Gpr109a agonist, suppressed colitis and colon cancer in a Gpr109a-dependent manner. Thus, Gpr10a has an essential role in mediating the beneficial effects of gut microbiota and dietary fiber in colon.
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