J. Exp. Med: 维生素B12协同回肠上皮细胞和肠道菌群功能抵抗沙门氏菌感染

微量营养素控制细胞分子动力学、微生物结构和相关代谢，以校准肠道内环境平衡和人类健康。这些微量营养素中的一种是维生素B12(VB12)，它参与一碳代谢，驱动DNA合成，并支持细胞能量。VB12是由自然界中细菌和古菌的一部分合成的，它的生物合成受到细菌结构的非编码RNA的严格调控，称为核糖开关。

这种维生素由连接到下轴向配体5，6-二甲基苯并咪唑的Corin环上的一个中心钴原子组成，这对VB12与内源性因子(IF)的结合至关重要。形成的IF-VB12复合体被cubilin和megalin识别，从而促进回肠上皮细胞通过受体介导的内吞作用。缺乏维生素B12(VB12)与多种疾病有关，但疾病进展的潜在机制尚不清楚。利用多组学方法，研究者阐明了回肠上皮细胞(IECS)和肠道微生物群对VB12饮食限制的反应。

图片来源: https://doi.org/10.1084/jem.20220057

近日，来自德克萨斯大学健康学院研究者们在J. Exp. Med.杂志上发表了题为“Vitamin B12 coordinates ileal epithelial cell and microbiota functions to resist Salmonella infection in mice”的文章，该研究发现揭示了以前未知的机制，VB12通过协调回肠上皮线粒体动态平衡和肠道微生物区系来调节上皮氧合，从而控制需氧STM感染。

在此，VB12缺乏损害了IECS的转录和代谢编程，并减少了肠道鼠伤寒沙门氏菌(STM)感染过程中上皮线粒体的呼吸和肉碱的穿梭。粪便微生物和非靶向代谢组分析发现与维生素B12缺乏有关的显著变化，包括代谢物减少，可能激活IECs中线粒体β氧化和短链脂肪酸(SCFA)。

链霉素处理耗尽了产生SCFA的微生物，降低了VB12依赖的STM保护。此外，IECS的线粒体功能受损与细胞利用氧气的能力下降相关，导致VB12缺乏小鼠的氧依赖STM不受控制地扩张。

IECS中依赖VB12的线粒体调控的概念模型及其对STM定植抗性的影响

图片来源: https://doi.org/10.1084/jem.20220057

综上所述，本研究结果支持了一个新的前瞻性模型，通过该模型，VB12协调上皮和微生物对肠道STM感染的反应。在肠道粘膜表面显示这种复杂相互作用的新机制可能提供有希望的靶点，以最大限度地发挥关键辅助因子的作用，如VB12，以加强宿主和微生物区系的动态平衡，共同促进宿主的健康。（生物谷 Bioon.com）

参考文献

Yong Ge et al. Vitamin B12 coordinates ileal epithelial cell and microbiota functions to resist Salmonella infection in mice. J Exp Med. 2022 Jul 4;219(7):e20220057. doi: 10.1084/jem.20220057.