近日，来自荷兰格罗宁根大学的团队研究发现，乳酸菌代谢产物能够驱动巨噬细胞向具有免疫增强和抵抗病原感染功能的M1型巨噬细胞极化，并通过TLR2信号通路，诱导巨噬细胞产生细胞因子IL-10和TNF-α，从而对肠道进行免疫调节。
乳酸菌可以通过维持肠道菌群平衡以及与宿主特定的受体如Toll样受体（TLR）相互作用促进身体健康，提高宿主抵抗病原体感染的能力，加强肠道屏障功能和免疫调节功能。近年来，人们认识到乳酸菌的代谢产物有免疫调节特性，乳酸菌代谢产物与模式识别受体（PRR）之间的相互作用可能是一种基本机制，但精确的分子结构和机制仍未可知。
肠道巨噬细胞对于维持肠道的稳态至关重要。本研究通过LAB发酵上清液刺激THP1分化的巨噬细胞，同时使用内毒素LPS作为对照。结果显示LAB上清液刺激组IL-10的水平及IL-10/TNF-α比值显著高于LPS组，而LPS刺激则显著提高促炎性细胞因子TNF-α分泌。这表明乳酸菌上清液倾可以刺激免疫反应，抑制细胞炎症，同时乳酸菌的这一作用呈现菌种和菌株依赖性。
巨噬细胞在不同的信号介导下可极化为M1或者M2巨噬细胞。M1巨噬细胞主要通过产生诸如TNF-α，IL-6和IL-1β等促炎细胞因子发挥免疫刺激作用。M2巨噬细胞具有减轻或调节炎症的功能，产生调节性细胞因子IL-10和表达表面受体MRC-1、CD和CD。
研究者用不同乳酸菌上清液处理THP1分化后的巨噬细胞，检测其对巨噬细胞的极化作用。结果显示，乳酸菌上清液显著提高M1标记基因TNF-α和IL-1β的mRNA表达水平；然而，对于M2标记基因CD和MRC-1，乳酸菌上清液不仅没有增加甚至抑制二者的表达。这表明乳酸菌上清液选择性将巨噬细胞极化为M1表型。
先前的研究表明，LAB代谢物与PRR之间的相互作用可能是其发挥免疫调节作用的基本机制。PRR是先天免疫系统的关键传感器，TLR作为PRR的基本家族，在维持肠道稳态中起关键作用。TLR与配体结合后，就会募集下游信号分子，例如髓样分化因子MyD88，进而引发下游信号级联反应。
为深入探讨乳酸菌上清液免疫调节的分子机制，作者通过一个表达所有TLR功能的细胞系和一个MyD88缺陷细胞系，比较不同菌株上清液诱导NF-κB/AP-1的激活反应。结果显示，几乎所有LAB上清液在MyD88缺陷细胞系中均未刺激NF-κB/AP-1，这表明大部分LAB菌株的上清液仅通过MyD88依赖性途径发出信号。同时，作者发现不同菌种的LAB的上清液引起NF-κB/AP1反应的强度不同，且同一菌种的不同菌株上清液刺激NF-κB/AP-1表达的能力亦不相同。
作者使用一系列表达单个TLR基因的报告细胞系（HEK-BlueTM）测定了不同乳酸菌上清液的TLR激活谱。发现所有测试菌株的上清液均显著激活了TLR2信号传导，来自不同LAB菌株的上清液激活TLR2反应的能力也不同。此外，TLR3可被植物乳杆菌，干酪乳杆菌，发酵乳杆菌和短乳杆菌的上清液激活，但与TLR2的激活强度相比，程度较小。
作者还研究了温度、蛋白酶、DNA酶和RNA酶对乳酸菌上清液的处理是否影响其对TLR2的激活作用。结果发现，热处理抑制了特定菌株（例如植物乳杆菌CCFM、CCFM等）上清液的信号响应；蛋白酶处理可削弱大多数乳酸菌上清液的TLR2信号转导活性，这表明乳酸菌上清液中至少一部分TLR2配体是蛋白质。另外，核酸似乎是发酵乳杆菌CCFM、CCFM和CCFM的上清液中TLR2的激活因子，它们对TLR2的诱导信号经DNA酶或RNA酶处理后受到抑制。
该研究表明乳酸菌上清液中的生物活性因子可直接作用于TLR并调节巨噬细胞应答，这一发现发现有助于开发新的功能性食品，以预防或治疗特定的胃肠道疾病，并为乳酸菌提高免疫的调节机制提供新的思路。
参考文献：ChengchengRen,LianghuiCheng,YueSun,elal.Lacticacidbacteriasecretetolllikereceptor2stimulatingandmacrophageimmunomodulatingbioactivefactors.JournalofFunctionalFoods,,66.