2025年4月3日，东南大学的王进、南京医科大学无锡市人民医院的毛文君、南京医科大学附属儿童医院的刘志峰以及加拿大麦吉尔大学的Vijaya Raghavan等人，在iMeta在线发表了题为“Butyrate alleviates food allergy by improving intestinal barrier integrity through suppressing oxidative stress-mediated Notch signaling”的研究文章。该研究强调了丁酸盐在缓解食物过敏中的作用，这与先前研究中丁酸盐对肠道健康的重要性相一致。该研究探究了膳食纤维通过调节肠道微生物产生的SCFAs在缓解食物过敏方面的潜在作用机制。研究揭示了丁酸改善食物过敏的机制，并为其管理提供了潜在的治疗策略。

研究发现如下：

1、丁酸改善OVA致敏小鼠食物过敏

研究分析了FA和FST小鼠粪便样本中SCFAs浓度与健康对照组（HC）的对比。结果显示，与健康对照组（HC）相比，FA和FST组小鼠的丙酸、乙酸、戊酸及丁酸浓度均显著降低，尤以丁酸和乙酸浓度下降明显。FST组与FA组之间的SCFAs浓度并未展现出显著差异，这一结果提示我们SCFAs可能对FA具有一定的保护作用。OVA致敏未改变小鼠体重，但过敏症状严重，OVA-sIgE水平升高。添加SCFAs后，OVA致敏小鼠血清中mMCP-1和组胺水平上升，但丁酸组在临床症状评分、OVA-sIgE水平、mMCP-1和组胺水平方面均显著降低。乙酸显著减少mMCP-1水平。丁酸在改善FA症状方面更有效。OVA致敏小鼠呈现Th2型免疫偏移，IL-13和IL-4分泌增加，丁酸抑制这两种细胞因子分泌。丁酸处理能恢复OVA致敏导致的脾脏CD4+CD25+Foxp3+ Tregs比例下降。数据证实丁酸盐对免疫调节反应的作用。

2、丁酸维护肠道黏膜物理屏障功能

H&E染色结果显示，OVA组小鼠空肠组织肠道黏膜结构受损，而经过丁酸处理后，该损伤得到了一定程度的改善。AB-PAS染色进一步揭示，OVA致敏小鼠肠鼓膜受损，丁酸治疗促进了绒毛高度的增加，然而对隐窝深度的影响并不显著。免疫组化结果显示丁酸显著增加了Occludin和ZO-1的表达。丁酸通过恢复TJs蛋白和Muc2表达改善肠道屏障完整性。

3、丁酸干预调节OVA致敏小鼠的肠道菌群结构

相较于正常对照组，OVA致敏导致肠道菌群α多样性降低，而丁酸处理虽有所提升，但差异未达显著水平。PCoA分析揭示各组间β多样性存在差异，OVA处理导致F/B比值下降，部分菌种丰度减少，丁酸干预则部分逆转了这一趋势。LDA和LEfSe分析揭示了组间具有统计学意义的生物标志物。这说明丁酸能重塑OVA致敏小鼠的肠道菌群结构。

4、丁酸干预对OVA致敏小鼠肠道代谢物的影响

采用UPLC-MS技术检测丁酸对肠道代谢组的影响，并借助KEGG数据库对差异代谢物进行通路富集分析。结果表明，OVA组与丁酸组间最显著富集的KEGG通路包括二芳基庚烷类、芪类及姜酚生物合成等。代谢谱分析揭示，丁酸干预能够促使抗炎抗氧化代谢物以及色氨酸代谢产物的含量显著增加。实验证实，这些代谢物能显著抑制β-氨基己糖苷酶的释放，表明丁酸干预能有效提升肠道抗过敏代谢物的水平。

5、丁酸通过抑制Notch信号改善肠屏障完整性

在研究丁酸改善食物过敏的机制中，我们对肠上皮细胞进行了RNA测序分析。通过主成分分析，我们观察到IECs基因表达谱存在显著差异。根据KEGG分析，差异表达基因主要富集于涉及免疫反应的通路，其中包括Notch信号通路。Notch信号通路，广泛存在于脊椎动物和非脊椎动物中，通过相邻细胞间的相互作用调节细胞、组织、器官的分化和发育。Notch信号通路的异常与多种疾病，尤其是肿瘤的发生与发展密切相关，使其成为疾病药物研发的重要靶点。通过qRT-PCR验证，研究发现OVA组小鼠IECs中Notch信号通路关键基因表达上调，而丁酸干预后，这些基因的表达显著降低，这与Notch信号通路在细胞增殖、分化和生存中的关键作用相一致。

综上所述，与健康儿童相比，患有FST和FA的儿童粪便中SCFAs水平显著降低，这一现象与ASD儿童中观察到的SCFAs水平变化相一致。丁酸盐、丙酸盐和丁酸盐对过敏性疾病具有保护作用，尤其是丁酸在改善过敏反应方面表现出明显的优势。本研究揭示了丁酸调控Notch信号通路的潜在机制，为通过补充产生丁酸的膳食纤维、益生元和益生菌防治FA提供了理论依据。

参考资料：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/imt2.70024