微生物介导的肠道NOD2激活改善营养不良幼鼠的生长

  哺乳动物出生后的生长由躯体轴控制，其中生长激素指示肝脏和外周组织产生胰岛素样生长因子-1 (IGF-1)以促进器官和全身生长。营养对生长至关重要，慢性营养不良会引发生长激素抵抗状态，表现为循环系统中IGF-1水平低，从而导致发育迟缓。

  最近的研究表明，不仅营养物质，而且肠道微生物群的成分在塑造宿主生长动态方面也至关重要，缓冲慢性营养不良对小鼠全身性出生后生长的有害影响必须需要肠道微生物群的参与。微生物刺激能提高外周组织对生长激素的敏感性、增加IGF-1的循环水平，从而支持幼年体细胞的生长轴活性。

  先前的研究发现，一株植物乳杆菌Lactiplantibacillus plantarum LpWJL菌株能够在饮食诱导的发育迟缓的果蝇模型中促进生长。2023年2月，来自法国里昂高等师范学校和捷克科学院微生物研究所的团队在SCIENCE上发表了研究论文《Microbe-mediated intestinal NOD2 stimulation improves linear growth of undernourished infant mice》，在单菌小鼠(monoxenic mice)中重现了这株植物乳杆菌对慢性营养不良个体的生长轴和幼年生长的有益影响，并研究了LpWJL引发的复杂局部和全身适应的细菌和宿主机制。

  我们报告了一种新的临床前小鼠模型，该模型在常规小鼠中饮食诱导的发育迟缓没有小的肠道炎症，但与隐窝细胞增殖改变有关。……小鼠的IGF-1和胰岛素循环水平和活性都得到明显改善。这些结果表明，LpWJL通过协调幼年宿主的代谢和激素变化来维持营养不良的常规动物的出生后生长。

  在改善LpWJL介导的改善肠隐窝细胞增殖，I型干扰素调节的基因诱导，IGF-1的产生以及促进营养不良的常规动物的出生后生长中，肠上皮细胞中的模式识别受体NOD2是必需的。团队鉴定了从LpWJL分离的细胞壁以及模式识别受体NOD2的配体，以发掘刺激动物生长的细菌线索。他们发现，LpWJL细胞壁和纯化的NOD2配体都能被肠上皮细胞中的NOD2感知，并在长期营养不良的情况下维持出生后幼体的生长。

  总之，LpWJL及其细胞壁发挥其出生后生长促进特性的机制之一，是通过细菌细胞壁的NOD2依赖性传感来缓冲营养不良对小肠隐窝细胞增殖的不良影响。团队认为，结合再营养策略，补充循证益生菌(如LpWJL)或其衍生的后生元(如LpWJL细胞壁和/或NOD2激动剂)将有可能缓解全球的持续性发育迟缓(营养不良的长期后遗症之一)。

  MARTIN SCHWARZER et al., Science, 379 (6634), 826-833

  23 Feb 2023

  DOI: 10.1126/science.ade9767