Science | 这种膳食纤维，可激活免疫系统，改善代谢健康

以下文章来源于iMedicines ，作者周

膳食纤维促进代谢健康，但宿主编码消化纤维多糖的机制尚不清楚。

2023年9月7日，美国华盛顿大学团队在Science 在线发表题为“A type 2 immune circuit in the stomach controls mammalian adaptation to dietary chitin”的研究论文，该研究描述了哺乳动物对饮食几丁质的适应，这是由胃先天免疫激活和酸性哺乳动物几丁质酶(AMCase)协调的。几丁质消耗引起小鼠胃胀和胃簇细胞和2型先天淋巴样细胞(ILC2s)产生细胞因子，从而驱动表达AMCase的产酶主细胞的扩增，促进几丁质消化。虽然几丁质影响肠道微生物组成，但在无菌小鼠中，ILC2s介导的组织适应和胃肠道反应得以保留。

在没有AMCase的情况下，持续摄入几丁质可提高基础2型免疫，减少肥胖和抵抗肥胖。该研究定义了一种内源性代谢回路，通过增强消化功能，从不溶性膳食成分中提取营养。总之，该研究显示摄入几丁质，会激活胃部先天免疫反应，促进细胞产生更多的几丁质酶，摄入膳食几丁质可以改善高脂肥胖小鼠的代谢健康，包括体重增加减少、体脂减少和抵抗肥胖。

膳食纤维摄入与较低的代谢紊乱(如肥胖)风险相关，2型免疫激活与代谢稳态有关，但对特定纤维的降解如何影响宿主免疫和代谢知之甚少。在哺乳动物中，消化始于上胃肠道，并通过机械力、神经反馈和酶的活动来促进，这些活动协调了食物丸在进入高度吸收的小肠之前的化学和物理破坏。消化对于营养物质的提取是必不可少的，这在通过减少或绕过胃消化来抵消营养过剩的减肥手术方法中是显而易见的。

营养物质的可用性也受到膳食纤维富集的限制，因为大多数体积庞大的不溶性多糖对哺乳动物酶的消化有抗性，只能被远端肠道微生物有限地降解。一个明显的例外是几丁质(β-1,4-聚乙酰氨基葡萄糖)。几丁质是地球上最丰富的天然多糖之一，是节肢动物和真菌的组成部分，是2型免疫反应的发起者。作者假设几丁质以一种独特的方式被消化，因为广泛保守的几丁质酶是由共生微生物和哺乳动物编码的，特别是那些消耗几丁质的微生物。

先天2型免疫反应是由胃膨胀和饮食几丁质引发的（图源自Science ）

该研究表明，哺乳动物编码一个内源性回路，通过AMCase的产生实现几丁质分解代谢和营养物质的提取。该途径由不溶性几丁质纤维引起的胃膨胀、神经肽释放和2型细胞因子的产生触发，随着时间的推移导致GI重塑和主细胞AMCase诱导。这反过来又能促进甲壳素的消化。在人类中，导致几丁质酶活性降低的CHIA变异与哮喘有关，这支持了AMCase在粘膜防御和营养提取中的双重作用，正如最初提出的那样。产生AMCase的主要细胞产生额外的消化酶，如胃蛋白酶原和脂肪酶，这表明胃ILC2s可能协调一种反应，改善对难以抵抗的昆虫或真菌食物的整体消化，这可能代表了杂食动物适应不同饮食的一种策略。

尽管微生物组成在几丁质和其他多糖的作用下发生了变化，但作者发现哺乳动物的适应并不依赖于共生菌群，AMCase是胃肠道中几丁质酶活性的主要来源，从而将几丁质消化与其他丰富的不溶性多糖(如纤维素)区分出来。该研究进一步阐明了甲壳素如何通过机械拉伸启动2型免疫启动的机制，从而将物理组织扰动与免疫分支联系起来，该分支越来越被认为可以在各种环境破坏以及神经和饮食波动的情况下维持体内平衡。有趣的是，哺乳动物对几丁质的适应影响了对蠕虫感染和代谢稳态的先天抵抗，这表明几丁质消化途径与肠道蠕虫共同进化，可能是肥胖症等代谢性疾病的治疗靶点。

原文链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.add5649

转自：“iNature”微信公众号

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