Cell host microbe | 肠道微生物DL-内肽酶通过NOD2信号通路缓解克罗恩病

南方医科大学珠江医院检验医学部教授何肖龙老师和其团队在《Cell host & microbe》杂志上发表了题为Gut microbial DL-endopeptidase alleviates Crohn's disease via the NOD2 pathway的论文，该研究表明菌群DL-内肽酶是产生NOD2配体的关键酶。

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作者分析了来自全球多个地区（中国、美国、荷兰、西班牙）的857例宏基因组数据，发现DL-内肽酶基因丰度在克罗恩病中显著降低，且与疾病活动度显著负相关。在体内实验层面，证实DL-内肽酶活性低的克罗恩病患者粪菌，移植至小鼠可显著增加其肠炎易感性，该效应在NOD2敲除小鼠中消失。最后发现，直接补充DL-内肽酶、产DL-内肽酶益生菌或小分子NOD2激活剂，均能通过激活NOD2信号缓解小鼠肠炎。

图1. 厚壁菌衍生的DL-内肽酶在肠道中产生NOD2配体，并且在CD患者中被完全吸收。

文献来源：https://sciencedirect.53yu.com/science/article/pii/S193131282200395X

克罗恩病是一组肠黏膜非特异性慢性炎症反应性疾病，因病情反复发作难以治愈，被称为“绿色癌症”。目前克罗恩病的治疗主要采取抑制炎症反应的策略，以激素、免疫抑制剂及生物制剂等一种或多种药物联合治疗。这些药物不可避免地产生诸多副反应，且单纯抑制免疫反应难以改变潜在的肠道稳态失衡，导致病情容易反复，极大地影响了患者的生活质量及生存率。更为重要的是，持续反复的慢性炎症还会增加结直肠癌的发病风险。因此，亟待开发治疗克罗恩病的新治疗方法。

核苷酸寡聚结构域 2 (NOD2)是一种经典的模式识别受体，通过识别特定的细菌肽聚糖片段（如胞壁酰二肽）而维持肠道稳态。NOD2基因突变是导致克罗恩病的最强遗传风险因素。西方人群中近 50% 的家族性克罗恩病与三个突变相关，这些突变都会损害 NOD2 的配体识别。以上表明 NOD2 信号传导在维持宿主稳态环境中起关键作用。除NOD2受体本身缺陷外，细菌来源的配体是否会缺乏，其缺乏是否会影响 NOD2 信号传导而驱动克罗恩病很大程度上仍是未知的。

何肖龙团队通过收集克罗恩病宏基因组公共数据，分析8种肽聚糖水解酶在健康对照和克罗恩病人粪菌中的丰度变化；利用培养组学、16S rRNA测序和宏基因组测序，结合NOD2报告细胞激活实验，分析DL-内肽酶是否为产生NOD2配体的关键酶；通过粪菌移植和NOD2基因敲除小鼠，探索低DL-内肽酶活性的粪菌是否增加小鼠肠炎易感性，及该驱动肠炎作用是否依赖于NOD2通路。最后，利用DL-内肽酶、DL-内肽酶产物和自主分离的产DL-内肽酶益生菌，探索调控DL-内肽酶缓解肠炎的可行性。

图2. DL-内肽酶活性的治疗性恢复通过NOD2信号通路保护小鼠免受结肠炎

该研究中使用的小鼠试剂盒TNF-α（CSB-E04741m）；IFN-γ（CSB-E04578m）；IL-17 （CSB-E04608m）； IL-6（CSB-E04639m）均来自j9九游会登录入口首页生物（CUSABIO）（图2：M）。

该研究首次揭示除基因突变外，肠道菌群紊乱也是影响NOD2信号转导的重要因素。另外，研究提示NOD2激活可能是传统益生菌，如唾液乳杆菌，发挥疗效的重要机制，在后续相关益生菌的临床试验中，需要考虑宿主基因型对益生菌疗效的影响，粪便NOD2配体（如胞壁酰二肽等）也需要作为一个重要的结局观测指标。