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北京时间2021年5月13日晚23时,Cell Metabolism在线发表了美国纽约西奈山伊坎医学院精准免疫学研究所最新研究进展——“Food colorants metabolized by commensal bacteria promote colitis in mice with dysregulated expression of interleukin-23”。
该研究揭示了诱惑红(Red 40)和日落黄 (Yellow 6)等偶氮类化学合成食用色素对肠道炎症的发生及其发病进程的影响,其中细胞因子白介素23介导了致病性的食用色素特异性CD4+ T细胞的产生。
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。
诱惑红和日落黄是一类人工化学合成的偶氮类染料。其作为人工色素,在食品、饮料和化妆品中有着最广泛的应用。早在2007年,在美国仅仅诱惑红的年产量就达到230万公斤。
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,是由易感基因,肠道微生物及环境因素等各种因素相互作用的综合结果。全球炎症性肠病的发病率正在逐年加剧,这可能与在过去的几十年中人们的饮食习惯发生了明显的变化(特别是食品添加剂在加工食品中的使用)有关。然而化学合成的人工色素对炎症性肠病的影响却未知。
细胞因子白介素23(IL-23)是一种促炎分子。大量数据显示IL-23信号通路在人IBD的发病过程中有举足轻重的地位。Sergio A. Lira教授研究团队构建了一个可调控IL-23表达的小鼠品系(Rosa23; CX3CR1creET, 简称R23FR)来研究其在肠炎发生发展中的作用。该团队2018年在Gastroenterology 杂志上发表的论文表明单一CX3CR1阳性的树突状细胞和巨噬细胞中过表达的IL-23并不足以诱导小鼠肠炎的发病,但联合食物的改变会诱发严重肠炎,暗示着该食物中可能存在诱发肠炎的其他重要因子。
该团队的最新研究表明食物中添加的食用色素诱惑红是诱导肠炎的主要因素。同时,还发现过表达IL-23联合日落黄的摄入也会诱发严重肠炎。提示诱惑红和日落黄的摄入促进了高表达IL-23小鼠的肠炎发生。人溃疡性肠炎是具有典型的发病期,恢复期和复发期的周期性疾病。该小鼠肠炎的病理学特征及其疾病进程与人溃疡性肠炎非常相似。随着停止摄入食用色素,肠炎小鼠会进入恢复期。然而恢复的肠炎小鼠已经产生了针对人工色素的记性性CD4+ T细胞,当再次摄入相同食用色素后会快速诱导肠炎复发。
更重要的是,与食用色素不同,在恢复期的小鼠中过表达IL-23并不能诱导肠炎复发。同时,研究人员发现肠道微生物在这个过程中发挥了重要作用。通过无菌小鼠和单一微生物植入无菌小鼠等手段,研究人员发现肠道共生菌中的诸如卵形拟杆菌B.ovatus 和粪肠球菌 E.faecalis, 参与了这类偶氮类染料的代谢,从而产生致病的小分子代谢产物1-氨基-2-萘酚-6-磺酸盐 (1-amino-2-naphthol-6-sulphonate sodium salt,ANSA-Na)。
因此,这项研究发现了诱惑红和日落黄这类化学合成的食用色素可能是炎症性肠病复发的重要环境因子之一,进一步强调了白介素23的促炎分子效应对肠炎发病的影响。此外本研究还揭示了诱惑红和日落黄可能作为半抗原调节机体免疫反应。
相关论文信息:
https://doi.org/10.1016/j.cmet.2021.04.015
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