《Food Bioscience》:Alleviating Effects and Mechanism of
Lacticaseibacillus paracasei BHP06 on the Allergic Reactions Induced by Ovalbumin
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本研究证实口服乳酸乳杆菌BHP06可显著缓解 ovalbumin 诱导的小鼠食物过敏症状,通过调节 Th1/Th2 免疫平衡、抑制肠道炎症及 TLR4/NF-κB 信号通路,改善肠道菌群结构,其预防性干预效果优于治疗性干预。
作者:向格鑫、岳萌、军萌、军曦、丁长和、葛瑞涵、白宇彤、李明和
河南省食品工程技术研究中心/河南省工业大学重点实验室,中国河南省郑州市莲花路100号,450001
摘要
食物过敏(FA)对患者的生活质量产生了显著影响。本研究全面探讨了Lacticaseibacillus paracasei BHP06对卵白蛋白(OVA)诱导的过敏模型的治疗和预防效果,并阐明了其免疫调节机制。结果表明,与模型组相比,高剂量预防组(PH6组)小鼠的过敏症状临床评分较低,OVA特异性IgE(OVA-sIgE)、OVA-sIgG1、组胺、小鼠肥大细胞蛋白酶(mMCP)1和白细胞介素(IL)4的水平分别降低了52.00%、54.43%、18.82%和29.04%。同时,PH6组显著减轻了空肠炎症,并减少了小鼠肠道中的肥大细胞数量。此外,口服L. paracasei BHP06维持了过敏小鼠的免疫器官稳态,降低了脾脏中IL-4、TNF-α和GATA-3的基因表达,增加了IL-10、T-bet、Foxp3和TGF-β的基因表达,并调节了与TLR4/NF-κB信号通路相关的基因表达。16S rDNA测序分析显示,摄入L. paracasei BHP06增强了肠道中Firmicutes/Bacteroidota的比例,从而显著改变了肠道菌群的多样性。总之,口服L. paracasei BHP06通过调节免疫平衡、肠道炎症、TLR4/NF-κB信号通路和肠道菌群,在缓解FA方面表现出多种有益效果。此外,使用L. paracasei BHP06的预防干预策略显示出更全面和稳定的效果。这些发现表明L. paracasei BHP06有潜力作为预防和管理FA的功能性食品。
引言
过敏性疾病已成为21世纪全球重要的健康问题,常见的疾病包括过敏性哮喘、特应性皮炎和食物过敏(FA),后者影响了全球相当一部分人口,比例在2-10%之间(Versluis, 2023)。FA主要涉及由IgE介导的I型过敏反应(Sampath & Nadeau, 2019)。当机体产生FA特异性IgE时,这些IgE会与肥大细胞或嗜碱性粒细胞上的FcεRI受体结合,使机体致敏。再次接触过敏原时,过敏原会与IgE直接相互作用,触发肥大细胞或嗜碱性粒细胞的脱颗粒,并释放β-六糖胺酶(β-Hex)、活性氧(ROS)和组胺等化学介质,从而引发炎症反应,导致FA症状(Xu et al., 2025)。FA的特点是复杂性和异质性。目前FA的管理主要依赖于饮食中去除触发食物和过敏原特异性免疫疗法。然而,饮食排除可能导致营养缺乏,而免疫疗法在不同个体中的反应率存在显著差异,且需要长期治疗(Li et al., 2021)。因此,需要开发创新、安全、方便且低成本的方法来预防FA。
益生菌被定义为在适量摄入时能给宿主带来健康益处的活微生物(Khushboo et al., 2023)。这些有益微生物通过多种机制在体内维持免疫平衡,可以调节全身和黏膜免疫反应,抑制促炎细胞因子的分泌,抑制NF-κB信号通路的激活(Wu et al., 2022)。在Shin等人的研究中(2018),一种益生菌混合物对卵白蛋白(OVA)诱导的过敏反应表现出显著的抑制作用,通过减轻腹泻症状、减少IgE、IL-4、IL-5、IL-10、IL-13和IL-17的分泌,以及促进CD4+Foxp3+调节性T细胞的产生。
新证据表明,益生菌补充可以影响肠道微生物群的失调,增强上皮屏障,竞争性排除病原体,并增加短链脂肪酸(SCFAs)的水平(Plaza-Diaz et al., 2019)。SCFAs是肠道细菌发酵膳食纤维的副产品,主要由乙酸、丙酸和丁酸组成,在维持肠道稳态中起关键作用。B. longum subsp. longum 51A以剂量依赖的方式调节食物过敏小鼠的全身免疫力,通过降低肠道通透性、减轻空肠损伤和减少嗜酸性粒细胞的募集,同时降低嗜酸性粒细胞趋化因子-1、IL-4、IL-5、IL-6和肿瘤坏死因子(TNF)α的水平(Santos et al., 2023)。同时,Pediococcus acidilactic XZ31通过调节Th1/Th2免疫平衡,调整F/B比例,增加细菌多样性,以及增加产丁酸细菌的数量,来抑制麸质特异性IgE的产生(Fu et al., 2022)。
迄今为止,关于益生菌预防性和治疗性干预在缓解FA方面的差异的研究有限。因此,在本研究中,通过腹腔注射致敏和灌胃激发在BALB/c小鼠中建立了OVA诱导的过敏模型。通过以治疗性和预防性方式给予活L. paracasei BHP06,研究了其抗过敏效果和机制。
菌株来源和培养方法
L. rhamnosus GG(LGG)由河南省工业大学食品生物技术研究中心保存。LGG被选为本研究的阳性对照,已在多项临床试验中证明对改善过敏有效(Li et al., 2025)。L. paracasei BHP06是从酸米浆中分离得到的。Lactobacillus被接种到De Man, Rogosa和Sharpe(MRS)液体培养基中,在37°C下培养20小时。经过两代连续活化后使用。
L. paracasei BHP06缓解了OVA致敏小鼠的过敏症状
在建模期间,小鼠总IgE水平的变化如图1B所示。结果表明,建模结束时模型组的IgE水平显著升高,表明过敏反应成功诱导(Smeekens & Kulis, 2021)。值得注意的是,与模型组相比,PL6组的血清总IgE水平显著降低,显示出比阳性对照PLGG组更好的疗效。
讨论
FA是一个重要的全球健康问题,研究表明口服益生菌可以通过恢复Th1/Th2免疫平衡、调节肠道菌群和促进免疫耐受来缓解FA(Esber et al., 2020)。本研究建立了OVA诱导的肠道FA小鼠模型,以评估L. paracasei BHP06在应对FA方面的治疗和预防效果。值得注意的是,本研究中的“治疗”干预指的是
结论
总之,本研究揭示了L. paracasei BHP06对卵白蛋白诱导的过敏反应的治疗和预防效果。结果表明,口服L. paracasei BHP06在预防和缓解FA症状方面特别有效,其机制包括调节Th1/Th2平衡、增强肠道屏障功能、调节TLR4/NF-κB信号通路、操控肠道菌群等。
作者贡献声明
向格鑫:撰写——原始草案、方法学、研究。
岳萌:方法学、研究。
李明和:方法学。
军曦:撰写——审稿与编辑、监督。
丁长和:监督。
葛瑞涵:撰写——审稿与编辑。
白宇彤:方法学。
军萌:撰写——审稿与编辑、验证、监督、方法学、概念化
未引用参考文献
Han et al., 2024; Han et al., 2024; Tian et al., 2022; Van Bergenhenegouwen et al., 2018.
伦理声明
实验小鼠的护理和研究遵循动物护理和使用委员会的协议。实验所用BALB/c小鼠(4周龄,SPF等级),初始体重为14±0.5克,由北京HFK生物科技有限公司提供。实验动物中心许可证编号:SCXK (Zhe) 2024-0001;实验动物质量证书编号:20241023Abzz0619000644。
利益声明
所有作者声明没有利益冲突。
数据可用性
数据可根据请求提供。
竞争利益声明
? 作者声明没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
本工作得到了河南省关键研发项目(项目编号251111113400)、河南省工业大学Tuoxin团队的培养项目(项目编号2024TXTD07)、河南省关键研发计划(项目编号252102110106)、河南省食品工程技术研究中心/重点实验室(项目编号GO202309)以及河南省“双一流”项目——食品科学技术的支持。