综述微生物和肠上皮细胞的相互作用
2021益生菌对肠道发育的生物调节功能及干预机制范文2
2021益生菌对肠道发育的生物调节功能及干预机制范文 摘要： 肠道细胞的正常增殖分化、粘膜屏障完整性作为评价肠道发育的重要指标，很大程度上决定了人和动物的能量稳态和整体生长性能，是决定人和动物生理稳态的根本因素。
而良好的微生物-宿主通讯机制及其共生关系对肠道发育及稳态具有积极作用。
近年来国内外大量研究显示肠道微生物参与调控肠道增殖分化，其中益生菌（主要乳酸菌）发挥了极重要的益生作用。
本文详述了肠道组成及发育机制，并从益生菌的自身组分（如菌毛蛋白、细胞壁成分等）、代谢产物（丁酸及其盐类）、肠道菌群的多样性和定植状态三个方面对益生菌促进肠道上皮细胞与肠道干细胞增殖分化、增强粘膜屏障功能、维持肠道良好形态的功能及其干预机制的研究进展进行综述，旨在加深和完善关于益生菌调控肠道发育的认识。
关键词： 益生菌;肠道发育; 菌毛蛋白; 细胞壁成分; 丁酸盐; 肠道菌群 ; Abstract： Knownas important indicators to evaluate intestinal development, normal proliferation and differentiation of intestinal cells and the integrity of mucosal barrier, largely determine energy homeostasis and overall growth performance of humans and animals, so that are considered as fundamental factors to determine physiological homeostasis of humans and animals. Good microbial-host communication mechanisms and their symbiotic relationship have positive effects on intestinal development and homeostasis. In recent years, a large number of studies at home and abroad have shown that intestinal microorganisms are involved in the regulation of intestinal proliferation and differentiation, among which probiotics (mainly lactic acid bacteria) play an extremely important probiotic role. In order to deepen and improve the understanding of probiotics regulating intestinal development, intestinal composition and developmental mechanism are described in detail. The research progress of probiotics in promoting the proliferation and differentiation of intestinal epithelial cells and intestinal stem cells, enhancing the function of mucosal barrier, maintaining good intestinal morphology and its intervention mechanism are also reviewed from three aspects, including their own components (such as pili protein, cell wall components, etc.), metabolites（butyric acid andits salts）, diversity of intestinal flora and colonization status. Keyword： probiotics;intestinal grotht; pilin protein; cell wall components; butyrate; intestinal flora; 人与动物的肠道是一个营养丰富的环境，由大量复杂的微生物聚集而成，其中包括大量益生菌（probioticsbacteria）。
微生态的作用
微生态的作用微生态是指生物体内或周围微小生态系统的组成和功能，包括微生物、植物和动物等微小生物之间的相互关系。
微生态在自然界中广泛存在，并在许多方面对生态系统的稳定性和功能发挥重要作用。
1. 维持消化系统健康：微生态在消化系统中起着重要作用。
肠道微生物群落（肠道菌群）对食物的消化和吸收起着关键作用。
它们可以分解食物中的复杂碳水化合物、纤维素和蛋白质，产生有益的营养物质，如维生素和短链脂肪酸。
此外，肠道微生物还可以与肠道上皮细胞相互作用，维持肠道黏膜屏障的完整性，抵御病原微生物的侵袭，从而维持消化系统的健康。
2. 免疫调节：微生态在免疫系统的调节中发挥着重要作用。
肠道微生物群落与免疫系统之间存在着密切的相互作用。
它们通过与免疫细胞相互作用，促进免疫系统的发育和功能调节。
微生态可以调节免疫细胞的分化和活化，促进抗炎反应，减少过度免疫反应，从而维护免疫平衡。
研究表明，缺乏适当的微生物群落与许多免疫相关疾病的发生和发展密切相关，如过敏症、自身免疫疾病等。
3. 促进营养吸收和代谢：微生态参与调节人体的能量代谢和营养吸收。
肠道微生物群落可以分解食物中的复杂碳水化合物、纤维素和蛋白质，产生有益的代谢产物。
例如，它们可以产生短链脂肪酸，这些物质被肠道上皮细胞吸收并供给身体能量。
此外，微生态还可以影响人体对营养物质的吸收和利用能力，如促进钙吸收、维生素合成等，对维持身体健康至关重要。
4. 防御病原微生物：微生态在身体的免疫防御中起到重要作用。
它们占据着生态位，与潜在的病原微生物竞争资源和营养物质，限制它们的生长和繁殖。
此外，微生态还可以产生抗菌物质，如抗菌肽和酸性环境，抑制病原微生物的生长。
通过维持肠道微生物群落的平衡和多样性，微生态有助于预防和减少感染疾病的风险。
5. 影响心理健康：微生态与心理健康之间存在着紧密的联系。
肠道被称为"第二大脑"，肠道微生物与中枢神经系统之间通过肠脑轴相互作用。
肠道微生物组与健康：机制见解
肠道微生物组与健康：机制见解摘要：肠道微生物群现在被认为是有助于调节宿主健康的关键元素之一。
几乎所有的身体部位都被微生物定植，这表明与我们的器官存在不同类型的串扰。
由于分子工具和技术（即宏基因组学、代谢组学、脂质组学、宏转录组学）的发展，宿主和不同微生物之间发生的复杂相互作用正在逐步被破译。
如今，肠道微生物群偏差与许多疾病有关，包括肥胖、2 型糖尿病、肝脂肪变性、肠病（IBD）和几种类型的癌症。
因此，表明涉及免疫、能量、脂质和葡萄糖代谢的各种途径受到影响。
在这篇综述中，特别关注对该领域当前理解的批判性评估。
讨论了许多解释肠道细菌如何与保护或疾病发作有因果关系的分子机制。
我们检查了公认的代谢物（即短链脂肪酸、胆汁酸、三甲胺 N-氧化物），并将其扩展到最近确定的分子作用物（即内源性大麻素、生物活性脂质、酚衍生化合物、晚期糖基化终产物和肠联基因）及其特异性受体，如过氧化物酶体增殖物激活受体α （PPARα）和γ （PPARγ）、芳烃受体（AhR）和 G 蛋白偶联受体（即 GPR41、GPR43、GPR119、武田 G 蛋白偶联受体 5）。
总而言之，了解将肠道微生物与健康联系起来的复杂性和分子方面将有助于为已经开发的新疗法奠定基础。
人类肠道微生物组人类微生物组在这里被认为是微生物、它们的基因和产物的集合，它们从出生起就在我们体内定植并垂直转移。
虽然所有身体部位都被定植（图 1），但在肠道中发现的微生物数量最高，这已经得到了广泛的研究。
在这里，我们回顾了解决肠道微生物、其活性和介质分子如何促进我们健康的主要和最新发现。
图 1 根据不同身体部位的细菌总丰度。
不同器官中细菌数的边界，由细菌浓度和体积得出。
在健康受试者中，口腔和唾液微生物组包含数百万种微生物，这些微生物每天与我们的食物一起吞咽，但它们在肠道中的持久性受到许多因素的阻碍，包括胃的酸度、十二指肠内外胆汁酸（BA）的产生、消化酶和抗菌蛋白许多其他主要变量会影响进一步的下游微生物定植，例如 pH 值、氧浓度和氧化还原电位等化学参数、粘液、胆汁和抗体的生物产生，以及物理方面，包括肠道结构、蠕动和转运时间（图 1）。
iecs细胞用途
iecs细胞用途IECs是肠上皮细胞（Intestinal epithelial cells）的缩写，它们主要分布在肠道黏膜上，是构成肠道黏膜屏障的重要细胞类型。
IECs在消化道的生理和病理过程中发挥着重要作用，其主要用途包括：1.形成肠道黏膜屏障：•IECs通过紧密连接和表层黏液层的产生，形成了肠道黏膜屏障，阻止了有害物质和微生物的穿透，保护了肠道组织免受损伤和感染。
2.吸收和分泌功能：•IECs在肠道内表现出吸收和分泌的功能，吸收水分、营养物质和电解质等，同时分泌黏液和其他生理活性物质，维持肠道内环境的稳定。
3.免疫调节：•IECs参与肠道免疫系统的调节，通过释放免疫调节因子，调控肠道黏膜免疫反应的平衡，防止过度炎症和自身免疫反应的发生。
4.抗微生物防御：•IECs通过产生抗微生物物质和参与肠道微生物群的调节，维护肠道内正常微生物组成，抑制有害微生物的生长和入侵。
5.信号传导和调节：•IECs通过与邻近的神经元、免疫细胞和其他上皮细胞的相互作用，参与调节肠道内环境的生理状态，传递信号和调节肠道的运动和分泌等生理功能。
6.疾病研究和药物筛选：•IECs作为一种重要的研究模型，广泛应用于肠道相关疾病的研究，如炎症性肠病、肠道感染、肠道肿瘤等，以及药物的筛选和评价。
综上所述，IECs是肠道黏膜屏障的重要组成部分，具有多种生理功能，在肠道健康和疾病发生发展中发挥着重要作用。
因此，IECs的研究不仅有助于深入理解肠道生理和病理过程，还为相关疾病的预防、诊断和治疗提供了重要的依据。
IECs，即肠上皮细胞，是机体抵御病原微生物的第一道防线，也是联系宿主和肠道微生物的主要桥梁。
它们不仅作为入侵病原体和其他有害物质的物理屏障，还积极参与机体的局部免疫反应。
IECs在肠炎性疾病（IBD）的免疫病理学中发挥着重要作用。
当病原体破坏肠粘膜时，IECs会被Toll样受体（Toll-Like Receptors，TLR）所识别，进而激活免疫细胞的应答反应。
肠道微生物与免疫功能的关系
肠道微生物与免疫功能的关系肠道是人体最大的免疫器官，其内备有大量的微生物，它们与宿主共同共存共生，形成人类肠道微生物群系（Gut Microbiome），这一群落视之为宿主的“第二种基因组”，对人体健康产生着深远的影响。
近年来，肠道微生物与免疫功能的联系引起了科学家的广泛关注，并得到了越来越多的研究证实。
本文旨在探讨肠道微生物与免疫功能的紧密关系。
肠道微生物如何影响免疫功能肠道微生物主要通过两个途径对免疫功能产生影响，一个是直接作用于免疫细胞，如调节巨噬细胞、树突状细胞等；另一个途径是通过肠道上皮细胞、肠道内神经系统和内分泌系统，间接影响免疫功能。
一、调节免疫细胞的分化和功能肠道微生物对免疫细胞的调节主要涉及两类细胞：一类是T细胞，另一类是B细胞。
T细胞是机体免疫系统中的“指挥官”，可以分为CD4+和CD8+两种类型。
CD4+T细胞可进一步分化为不同的亚群：T辅助细胞（Th1、Th2、Th9、Th17、Tfh）、调节性T细胞（Treg）等。
B细胞是免疫系统中的“制造者”，主要负责分泌抗体等抗原特异性分子。
肠道微生物与T细胞和B细胞的调节关系如下：1.与CD4+T细胞的调节关系肠道微生物能够影响CD4+T细胞的分化和功能，其中Th17细胞是肠道中数量最多的一类CD4+T细胞（约占肠道CD4+T细胞的1/3）。
研究表明，减少肠道微生物数量或改变肠道微生物组成会使Th17细胞数量减少，而增加特定菌株或特定食物可以增加Th17细胞。
此外，天然杀伤T细胞（NKT）是一类具有多项功能的T细胞亚群，在免疫调控、神经调节和代谢稳态方面都发挥着重要作用。
研究发现，某些肠道菌群能够影响NKT细胞的分化和功能，而NKT又可以调节肠道菌群的数量和种类，二者相互作用共同维护肠道健康。
2.与B细胞的调节关系肠道微生物也能够影响B细胞的功能和分化，其中微生物菌群中的某些细菌能够通过诱导B细胞产生IgA等免疫球蛋白，增强肠道粘膜免疫力，并有助于防治肠道炎症等疾病。
益生菌_胃肠道微生物及宿主之间相互作用的研究进展
益生菌、胃肠道微生物和宿主之间相互作用的研究进展王丽凤张和平*（内蒙古农业大学乳品生物技术与工程教育部重点实验室国家奶牛产业技术研发中心乳制品加工研究室呼和浩特010018）摘要目前国内外的研究工作集中于了解肠道共生菌和益生菌以及人类宿主之间的相互作用。
利用组学技术，以便于了解益生菌和共生菌之间以及细菌环境和宿主胃肠道组织之间的相互作用。
利用测序技术对栖居在胃肠道内细菌的研究显示人体的复杂性随不同人群和个体的变化而变化。
此外，转录推动了我们对细菌（包括共生菌和益生菌）与胃肠道间复杂相互作用的洞悉。
本综述从胃肠道内微生物的作用等方面概括这一领域的最新研究进展，并在此基础上提出对未来的展望。
关键词益生菌；胃肠道；微生物；相互作用文章编号1009-7848（2011）04-0147-07益生菌是乳制品和功能性食品工业的重要组成部分，带来了数十亿美元的市场。
益生菌的多方面作用包括预防感染，降低腹泻发病率，抗微生物活性，病原菌的竞争性排斥，免疫耐受，减少大肠癌生物标志物，上皮屏障功能，增加细胞免疫力，增加体液反应，降低血胆固醇水平，减少过敏肠道疾病症状等。
目前研究的大多数益生菌来自乳杆菌属和双歧杆菌属。
乳酸杆菌与发酵产品相关，尤其在奶制品中应用最多。
最近向食品中添加双歧杆菌的研究不断增多，大多作为有益添加剂。
多数菌种天然存在于胃肠道，这些微生物通常能够抗酸、耐受胆汁。
某些菌株还具有发酵果糖诸如人类不能消化的低聚果糖（FOS ）和半乳甘露寡糖（GOS ）的能力，这些果糖能为胃肠道内的一些共生菌和益生菌提供一定生长优势[1]。
胃肠道是一个约有500种、100万亿微生物的复杂器官，大概是人类体内细胞总数的10多倍[2]。
对于这些细菌的遗传组成成分，可以在胃肠道中翻译编码成具有大量生理功能的基因储存器，对人体宿主的胃肠道产生有益作用。
胃肠道已经演变成为一个营养和微生物丰富的生存部位，细菌在其中不断地旺盛生长。
组学技术诸如转录组技术、宏基因组学和代谢组学的使用，促进人们了解胃肠道中益生菌如何生长以及共生菌如何发挥作用。
肠道微生物—上皮细胞屏障互作的研究进展
肠道微生物—上皮细胞屏障互作的研究进展万华云;胡君宜;王子旭;陈耀星;曹静;董彦君;马保臣;董玉兰【摘要】肠道上皮细胞(intestinal epithelial cells,IECs)是动物机体抵御病原微生物的第一道防线,是黏膜机械屏障、免疫屏障和化学屏障的重要组成部分,具有吸收和屏障双层功能.肠道中微生物数量庞大、种类繁多,根据其与宿主的关系,主要分为共生菌、条件致病菌和病原菌3类,在肠道屏障的构建中发挥重要作用.IECs首先通过直接或间接方式对肠道微生物进行识别,区别自身与非自身,对自身物质(即共生菌)免疫耐受,对非自身物质(即病原菌)产生特异性免疫反应.IECs与肠道共生菌共同抵御肠道病原微生物,维持肠道健康,病原微生物侵入肠道,IECs主要通过胞外分泌物和细胞表面黏液层双重屏障发挥作用,其中胞外分泌物主要包括黏蛋白、抗菌分子和抗微生物免疫球蛋白.肠道共生菌可以通过竞争识别位点,分泌抗菌物质,增加黏液分泌,诱导IECs更新、增殖和修复等方式抵御病原微生物,维护正常的肠黏膜屏障功能.在IECs抵御肠道病原微生物入侵过程中,病原微生物通过自身运动、分泌毒素和酶等破坏肠上皮屏障,直接接触IECs,对其进行损伤.因此IECs和肠道菌群间相互作用,共同维持肠道内环境稳态.作者就IECs和肠道微生物结构、功能的适应性变化作—综述,以期阐述肠道微生物—上皮细胞屏障互作的机制.%Intestinal epithelial cells (IECs) are the first line of defense against pathogenic microorganisms of animal organism,which are important component of mucosal mechanical barrier,immune barrier and chemical barrier,they have absorption and barrier double function.In the intestine,there are many kinds of microorganisms.According to its relationship with the host,it is divided into three types of commensal bacteria,conditional pathogenic bacteria and pathogenic bacteria,it plays an important role in the construction ofintestinal barrier.Firstly,IECsidentify the intestinal microbes by direct or indirect ways,and distinguish their own and non-self,it is immune tolerance to their own substances (such as,commensal bacteria),and produce specific immune response to non-self-substances (pathogenic bacteria).Both of IECs and intestinal commensal bacteria together against pathogens maintain intestinal health.When the pathogenic microorganisms invade the intestine,IECs defense pathogenic microorganisms mainly through extracellular secretions and cell sudace mucus layer,and the former largely include mucin,antibacterial molecular and antimicrobial immunoglobulin.The intestinal symbiotic bacteria can resist the pathogenic microorganisms and maintain the normal intestinal mucosal barrier function through the competitive identification sites,the secretion of antimicrobial substances,the increase of mucus secretion,the induction of IECs renewal,proliferation and repair.In the process of resisting invasion of gut microbes,pathogenic microorganisms through their own movement,secretion of toxins and enzymes to destroy the intestinal epithelial barrier,and directly contact with IECs to damage them.So the interaction between IECs and intestinal bacteria maintain the intestinal homeostasis.In this paper,a review is made of the IECs and intestinal microbial structure and functional adaptations,and hope to elaborate the mechanism of intestinal microbial-epithelial cell bar rier interaction.【期刊名称】《中国畜牧兽医》【年(卷),期】2017(044)012【总页数】8页(P3642-3649)【关键词】肠道上皮细胞;肠道微生物;互作机制【作者】万华云;胡君宜;王子旭;陈耀星;曹静;董彦君;马保臣;董玉兰【作者单位】中国农业大学动物医学院,北京100193;中国农业大学动物医学院,北京100193;中国农业大学动物医学院,北京100193;中国农业大学动物医学院,北京100193;中国农业大学动物医学院,北京100193;中国农业大学动物医学院,北京100193;中国牧工商集团总公司,北京100070;中国农业大学动物医学院,北京100193【正文语种】中文【中图分类】S852.21肠道作为生物体内一种长而复杂的管状器官，与体内外皆相通，很容易受到各种不良因素的刺激，可见维持肠道生理结构完整和功能正常显得尤为重要[1]。
肠内营养的研究进展及临床应用
肠内营养的研究进展及临床应用一、本文概述随着医学科学的不断进步，肠内营养（Enteral Nutrition，EN）在临床营养支持治疗中的地位日益凸显。
作为一种通过胃肠道提供营养物质的方式，肠内营养不仅能够满足患者的基本营养需求，还能在一定程度上促进肠道功能的恢复，预防肠道感染等并发症的发生。
本文将对肠内营养的研究进展进行综述，并深入探讨其在临床应用中的现状和未来发展方向。
本文首先回顾了肠内营养的发展历程，从早期的概念提出到现如今的广泛应用，概述了肠内营养在临床实践中的重要性和优势。
接着，文章将重点关注肠内营养在不同疾病领域的临床应用，如重症患者、消化道疾病患者、肿瘤患者等，分析肠内营养对这些患者群体的营养支持和治疗效果。
本文还将对肠内营养的最新研究进展进行梳理，包括肠内营养制剂的改进、营养支持方式的创新以及肠内营养与肠道微生物群落的相互作用等方面。
这些研究不仅有助于提升肠内营养的临床应用效果，也为未来肠内营养的发展提供了新的思路和方向。
文章将展望肠内营养的未来发展趋势，探讨其在精准医疗、个体化治疗等方面的应用前景，以期为临床营养支持治疗提供更为科学、合理的指导方案。
二、肠内营养的历史与发展肠内营养（Enteral Nutrition, EN）作为临床营养支持的重要组成部分，其历史可以追溯到20世纪初。
早期的肠内营养主要通过管饲提供单一的营养素，如葡萄糖、蛋白质等。
然而，这种方式的营养支持效果并不理想，因为它忽略了人体对营养素的复杂需求。
随着医学和营养学的发展，肠内营养逐渐从单一的营养素转向更加均衡的配方。
20世纪中叶，肠内营养制剂开始出现，这些制剂包含了多种人体必需的营养素，如碳水化合物、脂肪、蛋白质、维生素和矿物质等。
这些制剂的出现大大提高了肠内营养的效果，使得更多的患者能够通过肠内营养得到充足的营养支持。
进入21世纪，肠内营养的研究和应用得到了更加广泛和深入的关注。
一方面，肠内营养制剂的种类不断丰富，满足了不同疾病和营养需求的患者。
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综述微生物和肠上皮细胞的相互作用本文由Queena编译，董小橙、江舜尧编辑。
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导读胃肠道（GI）能够耐受肠腔中的共生微生物群，对微生物代谢物不产生反应，仍能保护肠粘膜免受潜在有害的饮食抗原和入侵病原体的侵害。
本文聚焦于微生物和肠上皮细胞（IEC）相互作用的最新发现，以及不同IEC类型促进体内平衡的免疫机制，强调了这些细胞在宿主肠道防御中发挥的中心和积极作用。
论文ID原名：The Intestinal Epithelium: Central Coordinator of Mucosal Immunity-Special Focus Issue: Systemic Influences of the Microbiota译名：肠上皮：粘膜免疫的中心协调员- 特别关注：微生物群的系统性影响期刊：Trends in ImmunologyIF：14.188发表时间：2018年通信作者：Bruce A. Vallance通信作者单位：University of British Columbia综述内容1、微生物组和上皮细胞功能：相互关联的影响1.1 IEC稳态：肠道微生物和先天信号自从对无菌小鼠进行首次研究以来，微生物在促进正常肠道结构和功能方面发挥了重要作用。
无菌小鼠的肠粘膜非常薄，IEC增殖减少，并且粘蛋白和其他IEC衍生介质的产生受损。
保护性粘蛋白层变薄导致无菌小鼠对葡聚糖硫酸钠（DSS）的直接毒性作用高度敏感，提示肠道微生物在促进肠道组织防御和修复中的重要性。
2004年，一项开创性的研究表明，先天免疫系统识别肠道微生物，可以通过增加IEC增殖和修复保护结肠免受DSS诱导的损伤。
由于TLR信号传导的促炎作用，最初的实验设想是在T oll样受体2缺陷型（Tlr2-/-）小鼠和Tlr4-/-小鼠，以及MyD88缺陷小鼠上（大多数TLR信号传导以及IL-1/18信号传导需要MyD88），DSS诱导的结肠炎严重程度会降低。
相反，这些小鼠的组织损伤和粘膜溃疡更加严重，原因不是因为炎症响应发生了改变，而是因为IEC增殖、存活和屏障功能受损，这些具有保护功能的反应也依赖于TLR对共生菌的识别。
并且，机制研究表明，通过维持IECs中连接蛋白的正常分布，保持上皮屏障功能需要共生-TLR相互作用。
此外，感染性结肠炎模型证实了MyD88/TLR信号传导在促进粘膜修复和屏障功能中的重要性。
1.2 微生物代谢产物控制上皮功能人体肠道内约有100万亿个细菌，其中大部分存在于结肠内。
这些共生细菌形成复杂的营养网，不仅支持其自身的存活，还塑造了GI 系统的生理环境和免疫应答。
肠道微生物群代谢产生多种化合物，这些代谢物对IEC具有直接影响。
如梭菌簇IV和IXa，Faecalibacterium prausnitzii和Bacteroides thetaiotaomicron等厌氧菌通过发酵膳食纤维，在结肠腔内产生丁酸盐（原文图2A）。
肠腔丁酸主要由位于隐窝顶部的结肠细胞消耗。
Kaiko及其同事最近的研究表明，肠道隐窝的独特结构可以保护位于隐窝基部的干细胞免受这种代谢产物的影响。
隐窝结构的破坏/损伤（如在DSS结肠炎中发生的）使干细胞暴露于较高的丁酸盐水平，这反过来又通过抑制组蛋白脱乙酰酶（HDAC）酶并诱导转录因子FoxO3来抑制干细胞的增殖能力。
微生物衍生的乳酸可有效诱导小鼠结肠过度增殖，并且似乎在急性饥饿期后最明显。
乳酸是小肠干细胞维持其增殖和分化能力的重要能量来源。
乳酸的重要来源可能是邻近的Paneth细胞，paneth细胞也可产生重要信号以维持Lgr5+干细胞（原文图2D）。
然而，仍需要体内的书记验证这些结果。
乙酸盐是一种由双歧杆菌产生的SCFA，可以影响悉生啮齿动物模型中的杯状细胞分化。
乙酸盐分泌型微生物以及乙酸盐均可增加杯状细胞分泌粘蛋白，并且可以促进唾液酸对粘蛋白聚糖的末端装饰，而乙酸盐消耗型细菌（如Fecalibacterium）抵消了上述的功能。
缺乏这些细菌代谢物的无菌小鼠的Muc2 O-聚糖较短，这与IECs相关的糖基转移酶表达降低有关。
这些研究表明，肠道环境中的细菌代谢物对维持正常的IEC生理学非常重要。
微生物群和IEC之间的相互作用是预防IEC功能障碍的一种方法，最近的研究表明，这种互作的破坏导致常驻微生物种群的异常变化，称为“生态失调”。
图2.微生物群产生的短链脂肪酸（SCFA）决定肠上皮细胞稳态。
（A）在结肠稳态期间形成丁酸盐和氧气梯度。
（B）在体内平衡期间顶端结肠上皮细胞的代谢。
（C）在生态失调期间顶端结肠上皮细胞的代谢。
（D）Paneth和干细胞之间的代谢互作。
1.3 上皮功能障碍和微生物失调有大量证据表明，肠道微生物群与结肠细胞的协同作用可预防肠道微生物的失调。
共生梭菌的丁酸盐，通过转运载体MCT1和和SMCT1，从结肠细胞的顶端膜流入，随后通过β-氧化和三羧酸循环途径代谢。
结肠细胞通过这个过程限制了氧气的浓度，有利于产生丁酸盐的专性厌氧菌，而不是兼性厌氧菌，如大肠杆菌，大肠杆菌是肠道生态失调的标志物[原文图2B]。
通过PPAR-γ，IEC信号传导加强了β-氧化。
从机制上讲，PPAR-γ的激活可直接介导NF-κB亚基RelA的核转运，从而减弱NF-κB的促炎作用。
PPAR-γ的激活抑制了NOS2酶(硝酸盐合成中的关键酶)，并且通过诱导IL-10RA和抑制claudin-2来增强上皮屏障功能。
1.4 IEC功能和定殖抗性正常肠道菌群可防止外来微生物的侵入。
子1950年，对微生物群介导的保护机制，又称为“定植抗性”，以及特定微生物成员对这一关键防御机制的影响的研究取得重大进展。
宿主出生后不久就出现了定植抗性，此时的微生物（许多是兼性厌氧菌）从母亲及其周围环境转移到新生儿。
随着婴儿饮食从母乳变为固体饮食，肠道微生物群的构成随之变化，并在随后几年趋于稳定并抵抗机体内的变化，例如限制了包括病原体在内的新的微生物定殖。
因此，入侵的微生物必须竞争有限的空间和营养物质，以抵抗根深蒂固的微生物群-宿主共生关系，以及抵抗由一些常驻肠道微生物产生的抗微生物分子。
例如，在人类粪便中发现的Bacteroides thuringiensis细菌产生的窄谱细菌素对医院内的病原体艰难梭菌具有很强的作用。
这种名为thucin CD的细菌素是一种双组分抗菌剂，可协同作用破坏其靶细胞膜。
因此，病原体在抵抗寄主的共生微生物群时必须面对极其敌对的环境。
2 TLR：上皮感应和对肠道微生物的反应肠上皮位于腔内微生物群与潜在免疫系统之间的界面。
无论在稳态和病理条件下，肠上皮在识别微生物上起着至关重要的作用。
IEC表达各种先天受体，可检测微生物和内源性危险信号，包括TLR。
已知肠细胞表达TLR2，TLR3，TLR4，TLR5和TLR9。
IEC的极化性质促进TLR不同的空间分布，大多数的TLR位于基底外侧膜，而TLR2和TLR9同时也在顶端表面表达。
一旦在基底外侧膜处被激活，TLR信号传导启动NF-κB核转位中的信号级联，引起细胞因子和趋化因子的表达和分泌，包括TNF-α，IL-6，IL-8，IL-18和CCL20，这些免疫因子发出信号并致敏潜在的免疫细胞。
TLR激活也会诱导其他抗菌因子，包括b-防御素和iNOS。
相比之下，TLR9在顶端激活后，通过稳定IkB引起免疫抑制作用，证明了IEC利用相同受体但在不同时空上，差异性地响应与微生物的信号。
在小肠中，Paneth细胞在稳态条件下以TLR/MyD88依赖性的方式分泌抗微生物肽RegIII-b，RegIII-g和α-防御素。
在结肠中，“哨兵”杯状细胞的复合粘蛋白颗粒的胞吐作用需要TLR/MyD88信号传导。
3 微生物-上皮相互作用3.1 肠内分泌细胞与肠道微生物群之间的相互作用许多研究都集中在肠道微生物与肠细胞/结肠细胞之间的互作，但最近的研究表明，微生物也与其他IEC类型如肠内分泌细胞进行“对话”。
Yano及其同事证明肠道微生物群的部分组成，特别是梭菌属，可以刺激结肠肠嗜铬细胞增加神经递质5-HT的产生。
相应地，无菌小鼠的结肠和血液中的5-HT水平非常低，而用梭菌或人类粪便移殖的动物的5-HT水平适度提高，肠道蠕动正常。
虽然梭菌属调节肠嗜铬细胞功能的机制尚未完全阐明，但体外实验已发现胆汁酸，例如脱氧胆酸盐和细菌衍生的代谢物（乙酸盐，丁酸盐），但不是细菌LPS，可以增强表达产生5-HT的酶Tph1。
在肠道感染时，有限的研究表明，5-HT的产生可以帮助防止微生物（鼠伤寒沙门氏菌）和蠕虫（Trichuris muris）病原体的侵入，其可能的机制是通过调节肠细胞功能（如抗菌肽分泌和IL-13受体a1信号传导）。
最近的研究表明，L细胞是另一种肠内分泌细胞，在小鼠肠道损伤或化学诱导的结肠炎，且暴露于细菌LPS时，可以以TLR4依赖性方式分泌胰高血糖素样肽（GLP）1。
虽然GLP-1对肠屏障功能的作用需要进一步探讨，但另一研究表明，L细胞分泌的GLP-2的同源受体GLP-2R的激活可以维持上皮屏障以及功能。
3.2 Paneth Cells的功能及其对微生物群的影响存在于小肠中的Paneth细胞因为分泌抗菌肽和酶，如α-防御素，RegIIIg，sPLA2和溶菌酶而受到最多关注。
这些抗微生物剂在基线水平上的释放促进肠腔内的正常的微生物组成。
因为最近的研究发现，克罗恩病（CD）患者中的Paneth细胞结构和功能异常与回肠内微生物生态失调相关。
在这方面，几种IBD相关基因（如NOD2，XBP1，ATG16L1和IRGM）的单核苷酸多态性（SNP）与IBD患者的Paneth 细胞功能障碍有关。
有趣的是，具有相关ATG16L1多态性的CD患者(静息疾病状态)的活组织检查显示，致病微生物，即粘附侵袭性大肠杆菌（AIEC）在结肠的定植率增加，表明自噬缺陷（可能在Paneth细胞内）可能会增加CD患者对特定微生物（如AIEC）定植或感染的易感性。
3.3 杯状细胞介质：抵抗微生物的关键参与者肠道杯状细胞以其产生和分泌的糖基化粘蛋白Muc2而闻名，Muc2在肠上皮上形成保护性粘液屏障。
研究表明，Muc2在清除细菌病原体（包括啮齿类粘菌和鼠伤寒沙门氏菌）中起着重要作用，使其远离粘膜表面，从而降低整体的组织损伤和死亡率。
这种活跃的杯状细胞保护作用的确切机制仍在研究中; 然而，研究表明，暴露于细菌产物或细胞因子如IL-22和IFN-γ的杯状细胞会出现Muc2的胞吐作用。
除了Muc2，杯状细胞还可以分泌其他几种因子，包括TFF3和促炎性抵抗素样分子（RELM）β（基因：Retnlb）。
Tff3被认为是组织保护因子，通过抑制细胞凋亡以及帮助细胞迁移和血管生成来促进上皮恢复和粘膜修复。