天然冬虫夏草多糖通过调节sIgA的形成和肠道菌群缓解DSS诱导的小鼠结肠炎

冬虫夏草多糖具有抗结肠炎活性，那冬虫夏草多糖是如何发挥此活性的呢？南昌大学聂少平教授团队在国际期刊Journal of Functional Foods发表了题为《 Polysaccharide from natural Ophiocordyceps sinensis alleviated dextran sodium sulfate-induced colitis through modulating sIgA formation and gut microbiota》的文章。研究结果可为结肠炎的干预提供理论依据和实践策略。

研究背景

溃疡性结肠炎是一种高发病率的炎症性肠病，严重影响患者的生活质量，威胁人类健康。大量研究表明肠道免疫失调和肠道菌群失衡是引发溃疡性结肠炎的关键因素。冬虫夏草是麦角菌科冬虫夏草菌寄生在蝙蝠蛾科昆虫幼虫上形成的子座与幼虫的干燥复合体，具有多糖、腺苷和甘露醇等多种活性物质。冬虫夏草多糖因安全、无毒和生物活性佳备受关注。前期研究已发现天然冬虫夏草水提多糖可缓解结肠炎小鼠的疾病症状、升高肠道免疫关键物质sIgA含量，调节肠道菌群结构。然而，冬虫夏草多糖促进sIgA形成的具体机制以及肠道菌群在其抗结肠炎活性中的作用，迄今尚未阐明。因此，本研究以天然冬虫夏草水提纯多糖（NCSP-50）为研究对象，通过构建葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导的小鼠结肠炎模型，检测sIgA形成路径中关键蛋白的表达水平，并结合粪菌移植和抗生素干预，揭示NCSP-50通过肠道菌群缓解小鼠结肠炎。

研究结果

• NCSP-50增强sIgA形成通路中关键蛋白的表达

sIgA是肠道固有层中IgA分泌细胞产生的IgA单体与J链结合形成的二聚体，经pIgR识别、结合并转运至肠腔而形成。

NCSP-50升高这些关键蛋白的表达量，表明NCSP-50促进结肠中B细胞转换为IgA分泌细胞，增加IgA的分泌量，提高pIgR的表达，从而升高sIgA含量。

图 NCSP-50增强sIgA形成通路关键蛋白的表达。（A）小鼠实验分组图；（B）结肠pIgR的mRNA表达量；（C）IgA、pIgR和AID的WB图；（D）IgA的蛋白表达水平；（E）pIgR的蛋白表达水平；（F）AID的蛋白表达水平

• NCSP-50调节结肠炎小鼠结肠中非特异性免疫细胞的数量和TLRs的表达

NCSP-50显著减少结肠炎小鼠结肠中DCs、巨噬细胞数量，同时降低TLR-2、TLR-4和TLR-6的表达。

图 NCSP-50减少结肠炎小鼠结肠中DCs、巨噬细胞和TLRs的表达量。（A）结肠DCs的免疫组化染色图；（B）结肠DCs的平均积分光密度；（C）结肠巨噬细胞的免疫荧光染色图；（D）结肠巨噬细胞的细胞数目；结肠中（E）TLR-2、（F）TLR-4和（G）TLR-6的mRNA表达水平。

• NCSP-50调控非T细胞依赖性B细胞转化过程中关键因子的表达

肠道固有层中B细胞类别转换为IgA分泌细胞有T细胞依赖和非T细胞依赖两种途径。在非T细胞依赖途径中，NCSP-50显著上调VAPC2、RALDH-2和iNOs的mRNA表达，下调APRIL、RALDH-1的表达，表明NCSP-50可调节B细胞转换的非T细胞依赖性通路，但其详细分子机制仍需进一步实验阐明。

图 NCSP-50调节非T细胞依赖性B细胞转化过程中关键因子的表达。结肠中（A）APRIL、（B）VAPC2、（C）RALDH-1、（D）RALDH-2和（E）iNOs的mRNA表达水平。

• NCSP-50对结肠中T细胞分化的影响

NCSP-50显著降低结肠炎小鼠结肠中CD4+ T细胞的数量，促进GATA-3和Foxp-3的蛋白表达，抑制T-bet和ROR-γt的蛋白水平。表明NCSP-50可通过抑制Th1和Th17的分化，促进Th2和Treg细胞的分化缓解小鼠结肠炎。

图 NCSP-50调节结肠炎小鼠结肠中T细胞分化。（A）结肠CD4+ T细胞的免疫荧光染色图；（B）结肠CD4+ T细胞的数目；（C）T细胞核转录因子的WB图；结肠中（D）GATA-3、（E）T-bet、（F）ROR-γt和（G）Foxp-3的蛋白表达水平。

• NCSP-50对T细胞相关细胞因子含量的影响

NCSP-50显著升高Th2细胞分泌的IL-13浓度，降低Th17细胞相关的IL-17水平，进一步说明NCSP-50可调节T细胞分化，促进Th2细胞的分化，抑制Th17细胞。

图 NCSP-50调节结肠中T细胞相关细胞因子的含量。结肠中（A）IL-13；（B）IL-17；（C）TGF-β1；（D）IL-2的含量。

• NCSP-50处理小鼠的粪菌缓解小鼠结肠炎

NCSP-50灌胃的结肠炎小鼠粪便菌群显著增加结肠炎小鼠的结肠长度、IL-10浓度、杯状细胞数量和sIgA水平，降低TNF-α的mRNA表达量，反映了NCSP-50可通过肠道菌群缓解小鼠结肠炎。

图 NCSP-50灌胃的结肠炎小鼠来源的粪菌可缓解小鼠结肠炎。（A）粪菌移植实验示意图；（B）结肠照片；（C）结肠长度；（D）结肠AB-PAS染色图；（E）杯状细胞数量；（F）结肠TNF-α的mRNA水平；（G）结肠IL-10和（H）sIgA的水平。

• 抗生素干预消除NCSP-50的抗结肠活性

与模型组相比，抗生素干预后，NCSP-50处理的结肠炎小鼠结肠长度、杯状细胞数量、sIgA水平、TNF-α的mRNA表达量无显著变化，IL-10浓度显著降低，表明NCSP-50的抗结肠炎活性依赖肠道菌群。

图 抗生素干预消除冬虫夏草多糖的抗结肠炎活性。（A）抗生素干预实验示意图；（B）结肠照片；（C）结肠长度；（D）结肠AB-PAS染色图；（E）结肠杯状细胞数量；（F）结肠TNF-α的mRNA水平；（G）结肠IL-10和（H）sIgA的水平。

结  论

NCSP-50通过促进Th2细胞分化诱导B细胞转化为IgA分泌细胞，增强IgA的产生，同时提升pIgR的表达，升高结肠中sIgA的含量。此外，NCSP-50依赖肠道菌群来缓解DSS诱导的小鼠结肠炎的作用，且这一过程介导了sIgA的生成。