Cell host microbe | 腸道微生物DL-內(nèi)肽酶通過NOD2信號(hào)通路緩解克羅恩病

南方醫(yī)科大學(xué)珠江醫(yī)院檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)部教授何肖龍老師和其團(tuán)隊(duì)在《Cell host & microbe》雜志上發(fā)表了題為Gut microbial DL-endopeptidase alleviates Crohn's disease via the NOD2 pathway的論文，該研究表明菌群DL-內(nèi)肽酶是產(chǎn)生NOD2配體的關(guān)鍵酶。

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作者分析了來(lái)自全球多個(gè)地區(qū)（中國(guó)、美國(guó)、荷蘭、西班牙）的857例宏基因組數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)DL-內(nèi)肽酶基因豐度在克羅恩病中顯著降低，且與疾病活動(dòng)度顯著負(fù)相關(guān)。在體內(nèi)實(shí)驗(yàn)層面，證實(shí)DL-內(nèi)肽酶活性低的克羅恩病患者糞菌，移植至小鼠可顯著增加其腸炎易感性，該效應(yīng)在NOD2敲除小鼠中消失。最后發(fā)現(xiàn)，直接補(bǔ)充DL-內(nèi)肽酶、產(chǎn)DL-內(nèi)肽酶益生菌或小分子NOD2激活劑，均能通過激活NOD2信號(hào)緩解小鼠腸炎。

圖1. 厚壁菌衍生的DL-內(nèi)肽酶在腸道中產(chǎn)生NOD2配體，并且在CD患者中被完全吸收。

文獻(xiàn)來(lái)源：https://sciencedirect.53yu.com/science/article/pii/S193131282200395X

克羅恩病是一組腸黏膜非特異性慢性炎癥反應(yīng)性疾病，因病情反復(fù)發(fā)作難以治愈，被稱為“綠色癌癥”。目前克羅恩病的治療主要采取抑制炎癥反應(yīng)的策略，以激素、免疫抑制劑及生物制劑等一種或多種藥物聯(lián)合治療。這些藥物不可避免地產(chǎn)生諸多副反應(yīng)，且單純抑制免疫反應(yīng)難以改變潛在的腸道穩(wěn)態(tài)失衡，導(dǎo)致病情容易反復(fù)，極大地影響了患者的生活質(zhì)量及生存率。更為重要的是，持續(xù)反復(fù)的慢性炎癥還會(huì)增加結(jié)直腸癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。因此，亟待開發(fā)治療克羅恩病的新治療方法。

核苷酸寡聚結(jié)構(gòu)域 2 (NOD2)是一種經(jīng)典的模式識(shí)別受體，通過識(shí)別特定的細(xì)菌肽聚糖片段（如胞壁酰二肽）而維持腸道穩(wěn)態(tài)。NOD2基因突變是導(dǎo)致克羅恩病的最強(qiáng)遺傳風(fēng)險(xiǎn)因素。西方人群中近 50% 的家族性克羅恩病與三個(gè)突變相關(guān)，這些突變都會(huì)損害 NOD2 的配體識(shí)別。以上表明 NOD2 信號(hào)傳導(dǎo)在維持宿主穩(wěn)態(tài)環(huán)境中起關(guān)鍵作用。除NOD2受體本身缺陷外，細(xì)菌來(lái)源的配體是否會(huì)缺乏，其缺乏是否會(huì)影響 NOD2 信號(hào)傳導(dǎo)而驅(qū)動(dòng)克羅恩病很大程度上仍是未知的。

何肖龍團(tuán)隊(duì)通過收集克羅恩病宏基因組公共數(shù)據(jù)，分析8種肽聚糖水解酶在健康對(duì)照和克羅恩病人糞菌中的豐度變化；利用培養(yǎng)組學(xué)、16S rRNA測(cè)序和宏基因組測(cè)序，結(jié)合NOD2報(bào)告細(xì)胞激活實(shí)驗(yàn)，分析DL-內(nèi)肽酶是否為產(chǎn)生NOD2配體的關(guān)鍵酶；通過糞菌移植和NOD2基因敲除小鼠，探索低DL-內(nèi)肽酶活性的糞菌是否增加小鼠腸炎易感性，及該驅(qū)動(dòng)腸炎作用是否依賴于NOD2通路。最后，利用DL-內(nèi)肽酶、DL-內(nèi)肽酶產(chǎn)物和自主分離的產(chǎn)DL-內(nèi)肽酶益生菌，探索調(diào)控DL-內(nèi)肽酶緩解腸炎的可行性。

圖2. DL-內(nèi)肽酶活性的治療性恢復(fù)通過NOD2信號(hào)通路保護(hù)小鼠免受結(jié)腸炎

該研究中使用的小鼠試劑盒TNF-α（CSB-E04741m）；IFN-γ（CSB-E04578m）；IL-17 （CSB-E04608m）； IL-6（CSB-E04639m）均來(lái)自華美生物（CUSABIO）（圖2：M）。

該研究首次揭示除基因突變外，腸道菌群紊亂也是影響NOD2信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的重要因素。另外，研究提示NOD2激活可能是傳統(tǒng)益生菌，如唾液乳桿菌，發(fā)揮療效的重要機(jī)制，在后續(xù)相關(guān)益生菌的臨床試驗(yàn)中，需要考慮宿主基因型對(duì)益生菌療效的影響，糞便NOD2配體（如胞壁酰二肽等）也需要作為一個(gè)重要的結(jié)局觀測(cè)指標(biāo)。