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

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。