JCI Insight：揭示肠道聚糖的修饰或与人类肥胖和炎症发生有关

粘蛋白（mucins）是一种能附着糖分子的蛋白质，其位于胃肠道的粘液层中，在抵御细菌感染方面发挥着关键角色，并能通过一种未知机制来为友好的肠道细菌提供安全的避风港；尽管粘蛋白的失调会导致慢性疾病和肠道炎症的发生，但与其相关的机制在很大程度上依然是未知的。为了解决这一知识缺口，近日，一篇发表在国际杂志JCI Insight上题为“N-acetylglucosamine-6-O sulfation on intestinal mucins prevents obesity and intestinal inflammation by regulating gut microbiota”的研究报告中，来自日本千叶大学等机构的科学家们通过研究深入揭示了利用小鼠模型探索O-聚糖的N-乙酰氨基葡萄糖(GlcNAc)-6-O-硫酸化或对粘蛋白中所发现的糖类结构进行化学修饰，是否能帮助抵御机体肥胖和肠道炎症。

研究人员的初步实验结果表明，普通或“野生型”小鼠的肠道菌群与缺乏Chst4基因的小鼠在粘蛋白聚糖GlcNAc-6-O-硫酸化之间存在显著差异，缺乏Chst4基因的小鼠往往会发展为肥胖，且会对实验性结肠炎（人工诱导的结肠炎）和结肠炎相关的癌症表现出一定的易感性。随后的几个实验结果揭示了几项关键发现，其中一个主要发现就是，缺乏Chst4基因的小鼠（Chst4–/–小鼠）会表现出粪便中免疫球蛋白A（IgA）水平的降低，IgA是一种机体免疫系统所产生的抗体，其对于保护机体粘膜表面（包括肠道等）抵御外来入侵非常重要，在小鼠粪便中降低IgA的水平或许就表明其机体免疫系统受到了损伤。

当被问及实验结果时，研究者Hiroto Kawashima教授表示，粘蛋白O聚糖中缺乏GlcNAc-6-O-硫酸化的Chst4–/–小鼠会表现出明显的体重增加，对葡聚糖硫酸钠所诱导的结肠炎和结肠炎相关的癌症的易感性或许会增加，并会伴随出现T滤泡辅助细胞介导的IgA反应受损所引起的IgA产量的显著减少。随后研究人员揭示“共住”和“微生物群移植”（促进细菌在野生型小鼠和Chst4–/–小鼠之间转移的实验）是否会缓解所观察到的体重增加和机体对结肠炎易感性的增加，正如预期的那样，在Chst4–/–中恢复健康的肠道菌群或能使小鼠免于疾病并能增强机体的免疫系统功能。

揭示肠道聚糖的修饰或与人类肥胖和炎症发生有关。

图片来源：JCI Insight (2023). DOI:10.1172/jci.insight.165944

研究者指出，这些研究发现具有重要的生物医学意义，比如，增强硫酸化作用不仅能缓解机体肠道的炎症，还能改善上皮组织的“屏障功能”，上皮组织存在于皮肤、胃肠道和呼吸道等，其能通过保护机体内部区室免于外部环境的影响从而来抵御有害物质对机体的损伤。尽管后期进一步的研究是非常必要的，但本文研究结果或许不仅能应用于肥胖和结肠炎，还能应用其它类型的免疫介导的炎性疾病，比如非酒精性脂肪性肝病和非酒精性脂肪性肝炎。

肠道菌群包括多种微生物，包括细菌、病毒、真菌、古细菌、原生动物和其它微生物，以及相关的代谢产物，最近，肠道菌群因在保护机体抵御疾病和障碍发生过程中的关键角色而引起了科学家们巨大的研究兴趣，目前的研究证实了早期对友好肠道菌群的发现，同时还揭示了迄今为止未知的肠道粘蛋白的调节机制。综上，总的来讲，本文恩研究结果提供了宿主糖基化的重要意义，具体而言，GlcNAc-6-O-硫酸化对肠道粘蛋白的影响，其或许能通过肠道菌群的调节来抵御肥胖和肠道炎症等人类疾病。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Hirohito Abo,Aoi Muraki,Akihito Harusato,et al. N-acetylglucosamine-6-O sulfation on intestinal mucins prevents obesity and intestinal inflammation by regulating gut microbiota, JCI Insight (2023). DOI: 10.1172/jci.insight.165944