IBD包括克罗恩病和溃疡性结肠炎，影响着全球数百万人。这些疾病会导致肠道内壁的持续炎症和损伤。正常情况下，肠道屏障允许营养物质进入体内，同时有助于防止有害细菌从肠道逃逸。在IBD患者中，这种保护性屏障可能会被破坏，从而导致炎症、疼痛和长期并发症。
一种与肠道保护相关的肠道化合物
这项研究由微生物学与免疫学系以及路易斯维尔大学（UofL）布朗癌症中心的副教授Venkatakrishna Rao Jala领导。他的团队研究了尿石素A（urolithin A，简称UroA），这是一种天然存在的微生物代谢物，由肠道细菌在消化石榴、核桃和浆果等食物后产生。
研究人员发现，UroA能激活肠道中的一种保护性通路，这可能有助于维持肠道健康。
他们的研究发表在《自然通讯》（Nature Communications）杂志上，主要关注芳烃受体（aryl hydrocarbon receptor，简称AHR）。这种蛋白质作为一种传感器，能够对来自环境、饮食和肠道微生物的信号作出反应。
科学家们多年前就知道，当AHR被某些环境毒素激活时，会产生有害影响。与此同时，早期的研究表明，有益的饮食化合物可以通过支持肠道健康的方式激活同一受体。直到现在，研究人员还没有完全理解为什么结果会有如此大的差异。
新的研究结果表明，这种效应取决于AHR激活的位置和强度。
将炎症系统转化为保护性系统
路易斯维尔大学的研究团队发现，UroA能选择性地激活肠道上皮细胞中的AHR，这些特化细胞构成了肠道内壁并对其进行保护。
当AHR在这些细胞中被激活时，它会触发一种称为NLRP6炎症小体的细胞防御系统。炎症小体通常与破坏性炎症反应有关，但研究人员发现，在适当的条件下，该系统也能发挥保护作用。
当UroA在肠道上皮细胞中激活NLRP6炎症小体时，它会促使参与正常肠道功能的分子释放出适当的水平。这些分子有助于修复肠道内壁、加强肠道屏障、增加保护性粘液的分泌，并增强抗菌防御能力，而不是引发额外的炎症。
研究人员表示，这是第一项展示微生物产生的天然产物如何与人体自身的反应系统协同作用，以在肠道损伤期间调节复杂的分子和细胞过程的研究。这种相互作用可能有助于保护肠道健康并限制组织损伤。
“研究结果表明，并非所有的炎症通路都是有害的，”Sweta Ghosh说道，她曾是Jala实验室的博士后研究员，也是这项研究的主要研究员。“在适当的条件下和正确的细胞中，这些通路在维持肠道健康和支持组织修复方面可以发挥重要作用。”
一种更具针对性的IBD治疗方法
该团队使用多种实验方法测试了这一机制，包括细胞研究、类器官模型以及来自IBD患者的肠道组织样本。在人体组织样本中，UroA激活了与其他实验中观察到的相同的保护性通路。
这些研究结果提出了一种可能性，即未来针对IBD和其他胃肠道疾病的治疗可以靶向特定细胞类型中的特定保护性通路，而不是广泛地抑制免疫系统。
“这项研究帮助我们更好地了解通过饮食、肠道微生物和人体之间的相互作用产生的天然化合物如何影响疾病过程，”Jala说。“通过识别这种特定的保护性通路，我们或许能够开发出更具针对性的治疗方法，以恢复肠道平衡，而不是广泛抑制免疫反应。”
Jala此前曾领导一项研究，确定了UroA在肠道中的有益作用。这项新工作建立在那些发现的基础上，更精确地解释了UroA如何与免疫系统相互作用以支持肠道健康。