Cell子刊:这种常见的食用色素,被发现会促进肠炎发生

2021
05/21

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生物世界
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本研究是基于小鼠模型进行的,是否会在人类身上观察到类似的效果还有待进一步评估。



美食讲究色香味俱全!在日常生活中,食物、药物和饮料中都可能含有各种各样的色素。其中,诱惑红(Red 40)是一种红色偶氮染料,大量的安全性测试认为,诱惑红没有不良的细胞毒性,致癌,或诱变效应,因此在许多国家被批准作为食品色素添加剂

炎症性肠病(inflammatory bowel disease,IBD)是一种慢性的非特异性肠道炎症性疾病,其发病率呈逐年升高的趋势。过去几十年来,食品添加剂在人类饮食中的广泛使用,被认为与炎症和自身免疫性疾病发病率的增加有关,但它们是如何发挥作用的,目前的了解还十分有限。

2021 年 5 月 13 日,来自纽约西奈山伊坎医学院精准免疫学研究所的团队在 Cell Metabolism 上在线发表了题为:Food colorants metabolized by commensal bacteria promote colitis in mice with dysregulated expression of interleukin-23 的研究论文。该研究发现在炎性因子 IL-23 表达升高的条件下,食用色素会促进结肠炎的发生。


纽约西奈山伊坎医学院 Sergio A. Lira 教授和陈莉黎助理教授为该文共同通讯作者,临床免疫学讲师何正祥博士和陈莉黎助理教授为共同第一作者。

IL-23 是一种炎性细胞因子,已有大量研究发现 IL-23 在肠炎的发展中有着关键作用,然而仅通过上调 IL-23 的表达不足以诱导肠炎的发生。

在先前的研究中,作者构建了一个可条件性表达 IL-23 的小鼠 (R23FR) ,在经他莫昔芬 (TAM) 诱导后,R23FR 小鼠的髓系细胞中会过表达 IL-23。作者发现当喂食标准饮食(Labdiet 5053)时,小鼠不会发生结肠炎,然而在给小鼠喂食定制饮食时 (Diet 2019) 可观察到结肠炎的发生

进一步的探究发现,引起这一差异的主要原因在于 Diet 2019 中的色素诱惑红。作者发现,仅喂食诱惑红不会在对照组小鼠中诱发结肠炎,但会在过表达 IL-23 的小鼠中引发严重的结肠炎


然而,先前已有很多安全测试证明了诱惑红的安全性,作者的这一发现是否和先前的研究矛盾呢

作者发现如果在 IL-23 诱导之前就给予诱惑红,后续再用 IL-23 和诱惑红处理不会诱导肠炎的发生,这是因为在正常条件下,诱惑红可诱导 Treg 细胞介导耐受的发生,而 IL-23 表达的升高阻止了这一过程。



IL-23 可以调节 CD4+ T 细胞产生细胞因子 IL-17、IL-22 和 IFN-γ。为了搞清楚这些细胞因子是否会影响肠炎的进程,作者利用抗体或基因缺陷小鼠进行了探究。结果发现分泌 IFN-γ 的 CD4+ T 细胞对肠炎的发生有着关键作用
 


肠道微生物对肠炎的发生有着关键作用,诱惑红诱导的结肠炎是否需要微生物的参与呢?作者发现在无菌小鼠中不会诱导肠炎的发生,但 16S rRNA 测序分析发现,诱惑红并不会影响肠道微生物组成的变化。这些结果表明,诱惑红诱导的结肠炎依赖于肠道微生物,但并不依赖于其组成的显著变化


进一步的分析发现,卵形拟杆菌 B.ovatus 和粪肠球菌 E.faecalis 有助于诱惑红诱导的 R23FR 小鼠结肠炎的发生。


作为一种偶氮染料,诱惑红在胃肠道中可被还原代谢为 CSA-Na 和 ANSA-Na。作者发现卵形拟杆菌和粪肠球菌可代谢诱惑红产生 CSA-Na 和 ANSA-Na,其中 ANSA-Na 可促进肠炎的发生,且这一过程也依赖于肠道微生物的参与。此外,同为偶氮染料的日落黄也表现出了相似的作用机制

这项研究发现,在炎性因子 IL-23 的共同作用下,食用色素 (如诱惑红、日落黄等偶氮类色素) 有助于小鼠结肠炎的发展,提示食用色素可能是导致炎症性肠病的重要环境因子之一


当然,本研究是基于小鼠模型进行的,是否会在人类身上观察到类似的效果还有待进一步评估。此外,本研究的重点是在 IL-23 表达异常的条件下,食用色素对结肠炎发展的作用,在不依赖 IL-23 的其他模型中,食用色素有着怎样的影响,也需要被进一步探究。

论文链接:
https://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(21)00181-9



本文由作者自行上传,并且作者对本文图文涉及知识产权负全部责任。如有侵权请及时联系(邮箱:nanxingjun@hmkx.cn
关键词:
结肠炎,微生物,诱导,肠道,饮食,炎性

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