食物中的纤维可以促进肠道和肺部与过敏相关的炎症

食物中的纤维可以促进肠道和肺部与过敏相关的炎症

弗里德曼营养与炎症中心、威尔康奈尔医学院吉尔·罗伯茨炎症性肠病研究所和康奈尔大学伊萨卡校区博伊斯·汤普森研究所的研究人员进行的一项临床前研究表明，一种称为菊粉的纤维常用于膳食补充剂，以其某些抗炎特性而闻名，也可能促进肺部、肠道以及身体其他部位发生与过敏相关的炎症。

这项发表在 11 月 2 日《自然》杂志上的研究发现，膳食纤维会改变某些肠道细菌的新陈代谢，进而引发科学家所说的肠道和肺部 2 型炎症。 这种类型的炎症被认为是在哺乳动物中进化出来的，主要是为了防御寄生蠕虫（“​​蠕虫”）的感染，也是正常伤口愈合的一部分，尽管其不适当的激活是过敏、哮喘和其他炎症性疾病的基础。

这里有很多东西需要考虑，但总的来说，这些结果扩展了我们对饮食、免疫力和构成我们的微生物群并在我们体内繁殖的通常有益的微生物之间关系的理解。”

David Artis 博士，该研究的共同高级作者，弗里德曼营养和炎症中心主任，威尔康奈尔医学院免疫学教授 Michael Kors

该研究的科学参与者反映了弗里德曼中心高度协作的研究使命，并利用了纽约市威尔康奈尔医学院和康奈尔大学伊萨卡校区在细菌遗传学、生物化学和免疫学方面的专业知识。 威尔康奈尔医学院医学免疫学助理教授郭春军博士和博伊斯汤普森研究所以及康奈尔大学伊萨卡校区艺术与科学学院化学和化学生物学系教授弗兰克施罗德博士与 Artis 实验室合作，详细了解了关键饮食成分如何影响微生物组和免疫反应。 该研究的第一作者是Artis实验室的博士后研究员Mohammad Arifuzzaman博士。 Artis 博士还是威尔康奈尔医学院吉尔·罗伯茨炎症性肠病研究所的所长。

多种水果和蔬菜中都含有少量菊粉，包括香蕉、芦笋和大蒜。 它也经常集中在常见的高纤维补充剂中。 先前的研究表明，菊粉可以增加有益肠道细菌的数量，从而增加称为调节性 T (Treg) 细胞的抗炎免疫细胞的水平。

在这项新研究中，研究人员更全面地研究了菊粉的作用。 他们给小鼠喂食以菊粉为基础的高纤维饮食两周，然后分析这些小鼠与喂食不含菊粉的饮食的小鼠之间的许多差异。 一个关键的区别是，菊粉饮食在增加 Treg 细胞的同时，还诱导肠道和肺部白细胞（称为嗜酸性粒细胞）水平显着升高。 高水平的嗜酸性粒细胞是 2 型炎症的典型症状，通常发生在季节性过敏和哮喘中。

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最终，研究人员发现嗜酸性粒细胞反应是由称为第 2 组先天淋巴细胞 (ILC2) 的免疫细胞介导的，这些免疫细胞是通过血液中称为胆汁酸的小分子水平增加而激活的。 胆汁酸水平升高是由于菊粉诱导某些细菌（一种在小鼠和人类体内发现的拟杆菌属细菌）生长所致，这些细菌具有胆汁酸代谢酶。

“我们惊讶地发现菊粉补充剂与胆汁酸水平升高之间存在如此密切的关联，”施罗德博士说。 “然后我们发现胆汁酸受体的缺失消除了菊粉诱导的炎症，这表明微生物群驱动的胆汁酸代谢变化是菊粉影响的基础。”

“当我们用其中一种细菌定植无菌小鼠（没有微生物群的小鼠），然后敲除促进胆汁酸产生的细菌酶的基因时，从菊粉到嗜酸性粒细胞增多和过敏性炎症的整个途径被阻断，”郭博士说。

研究人员表示，菊粉促进 2 型炎症的发现并不意味着这种类型的纤维总是“不好”。 他们发现菊粉会加重小鼠过敏原诱发的 2 型气道炎症。 但实验也证实了菊粉先前报道的增强抗炎 Treg 细胞的作用，在许多情况下，这种作用可能超过一些促炎作用。 此外，2型免疫反应伴随着肠道和肺部组织保护粘液的产生增加，这对健康人来说不一定有害——事实上，研究人员在小鼠实验中发现，菊粉诱导的2型炎症增强了对蠕虫感染的防御能力。

Arifuzzaman 博士说：“从菊粉到 2 型炎症的这条途径可能代表了对地方性蠕虫寄生虫感染的适应性、有益反应，尽管在更加工业化、无蠕虫的环境中其影响更加复杂且难以预测。”

研究人员现在计划利用多学科、跨平台的方法来系统地研究不同类型的纤维以及一系列其他膳食补充剂在各种健康和疾病状态下的免疫效果。

来源：

威尔康奈尔医学

参考：

Arifuzzaman，M.，等人。 (2022) 菊粉纤维可促进微生物群衍生的胆汁酸和 2 型炎症。 自然。 doi.org/10.1038/s41586-022-05380-y 。

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