肠道菌群精准调控！副干酪乳杆菌 L21 及其后生元靶向修复肠道屏障，攻克UC炎症难题

UC 是炎症性肠病（IBD）的亚型，病变主要累及直肠和结肠黏膜及黏膜下层，发病机制复杂，与遗传、环境、肠道菌群紊乱及宿主免疫相互作用相关，全球患病率约 0.3%，中国为亚洲最高，患者存在严重胃肠道症状，生活质量受显著影响。现有 UC 治疗手段（氨基水杨酸类、糖皮质激素、免疫抑制剂等）存在副作用强、复发率高的问题，亟需开发安全有效的替代疗法。益生菌可通过调节肠道菌群、减轻炎症、保护肠道屏障改善 UC，但活菌在免疫功能低下人群中可能引发全身感染，存在安全隐患。后生元是灭活微生物及其代谢产物的复合物，具有遗传背景明确、安全稳定、耐胃肠道胁迫、剂量精准等优势，适用于免疫低下人群，在 UC 治疗中具有潜在应用价值，但相关菌株筛选及作用机制尚未充分明确。从传统发酵牦牛乳中分离的L. paracasei L21 具有优良的益生菌基础特性和体外抗炎能力，其活菌及后生元对 UC 的改善效果和分子机制有待系统验证。

2025年8月1日研究团队在《Nutrients》发表了一篇“Lacticaseibacillus paracasei L21 and Its Postbiotics Ameliorate Ulcerative Colitis Through Gut Microbiota Modulation, Intestinal Barrier Restoration, and HIF1α/AhR-IL-22 Axis Activation: Combined In Vitro and In Vivo Evidence”文章，筛选具有优良益生菌特性（胃肠耐受性、黏附相关特性）的乳酸菌菌株，明确L. paracasei L21 的益生菌潜力。通过体外 LPS 诱导 IEC-6 细胞模型，验证L21 的抗炎作用及肠道屏障修复能力。利用 DSS 诱导 UC 小鼠模型，比较 L21 活菌与热灭活后生元（H-L21）对 UC 的改善效果，评估二者的安全性和有效性。探究 L21 及其后生元改善 UC 的核心机制，包括肠道菌群调节、炎症信号通路（NF-κB）抑制、HIF1α/AhR-IL-22轴激活及肠道屏障修复相关分子机制。为开发基于 L21 的益生菌 / 后生元制剂提供实验依据，推动 UC 新型治疗方案的研发。

菌株筛选与益生菌特性评估

菌株对 LPS 诱导 IEC-6 细胞炎症模型的适用性验证

乳酸菌对 LPS 诱导 IEC-6 细胞炎症因子分泌的影响

乳酸菌对 LPS 诱导 IEC-6 细胞紧密连接蛋白表达的调节

炎症信号抑制： L21 和 H-L21 可显著降低小鼠结肠组织及血清中TNF-α、IL-8、IL-1β水平，同时降低血清 LPS 浓度；Western blot 显示二者能抑制NF-κB通路激活，减少p-P65和p-IκBα蛋白表达

HIF1α/AhR-IL-22轴激活：二者可显著上调结肠组织中AhR、HIF1α的 mRNA 和蛋白表达，进而促进IL-22分泌。

屏障功能恢复：免疫组化显示，二者能显著增强结肠组织中ZO-1的蛋白信号强度和 IHC 评分；同时促进黏蛋白MUC2的 mRNA 和蛋白表达，恢复黏液层保护功能。

小鼠结肠内容物 16S rDNA 测序结果

L. paracasei L21 具有优良的益生菌特性（胃肠耐受性、黏附相关特性），其活菌及热灭活后生元（H-L21）均能有效改善 UC，且二者效果无显著差异，解决了活菌在免疫低下人群中的安全隐患。一方面通过抑制NF-κB信号通路降低炎症反应，激活HIF1α/AhR-IL-22轴促进杯状细胞再生和MUC2分泌，上调紧密连接蛋白（尤其是ZO-1）表达，修复肠道屏障；另一方面通过调节肠道菌群结构，增加有益菌丰度和 SCFA（丙酸、丁酸）产量，抑制致病菌生长。研究采用小样本小鼠急性 UC 模型，未能完全模拟人类 UC 的复杂病理；小鼠饲养环境为 SPF 级，与人类复杂生活环境存在差异，可能影响结果外推。L21有望开发为益生菌 / 后生元制剂，为 UC 的辅助治疗提供安全有效的新策略，同时为下一代 UC 治疗方案的研发提供理论基础。

参考资料：Lacticaseibacillus paracasei L21 and Its Postbiotics Ameliorate Ulcerative Colitis Through Gut Microbiota Modulation, Intestinal Barrier Restoration, and HIF1α/AhR-IL-22 A

（DOI:10.3390/nu17152537）