近日，来自美国艾默里大学医学院的研究人员在国际学术期刊cell reports上发表了一项最新研究进展，他们发现肠道中一群益生细菌能够肠道细胞激活具Nrf2信号途径，对小肠细胞产生保护作用。这一发现对于利用细菌治疗肠道疾病以及减轻癌症放疗对肠道造成的损伤具有重要意义。
Nrf2信号途径是一种非常古老的细胞调控途径，在昆虫和哺乳动物中都会存在，能够对益生细菌做出反应同时对环境应激做出保护性应答。而肠道中居住着许多类型细菌，有些对机体有益，而有些则对机体有害，乳酸杆菌就是肠道益生菌中的一种。
在这项研究中，研究人员发现只有乳酸杆菌能够保护无菌果蝇免受毒性除草剂的损伤，与此结果类似，也只有乳酸杆菌能够保护无菌小鼠免受放射暴露导致的体重减轻及死亡，其他类型的细菌没有这种效果。随后研究人员发现在果蝇和小鼠的小肠组织中，乳酸杆菌能够开启一系列参与Nrf2信号途径的基因，如果果蝇或小鼠发生Nrf2突变，导致其失去功能，乳酸杆菌带来的保护性作用也不复存在。
Nrf2是一种保护细胞对抗外部应激如毒性物质或致癌物质的保护性途径，能够受到活性氧簇（ROS）的激活，而除草剂和放射暴露恰恰可以诱导细胞产生ROS。为验证ROS是否是乳酸杆菌产生肠道保护性作用的关键介质，研究人员将小鼠小肠细胞中产生ROS的酶Nox1移除，乳酸杆菌产生的放射保护性作用也发生消失。
最后，研究人员指出，肠道益生细菌能够通过多种机制对肠道起到保护作用，但相比于其他细菌诱导的信号，Nrf2途径更加保守，因此这条途径可能是高等生物与细菌共生过程中进化形成的一种重要保护机制。
doi:10.1016/j.celrep.2015.07.042
Lactobacilli Modulate Epithelial Cytoprotection through the Nrf2 Pathway
Rheinallt M. Jones2, Chirayu Desai1, Trevor M. Darby2, Liping Luo2, Alexandra A. Wolfarth1, Christopher D. Scharer3, Courtney S. Ardita1, April R. Reedy1, Erin S. Keebaugh1, Andrew S. Neish
An optimal gut microbiota influences many beneficial processes in the metazoan host. However, the molecular mechanis that mediate and function in symbiont-induced host responses have not yet been fully characterized. Here, we report that cellular ROS enzymatically generated in response to contact with lactobacilli in both mice and Drosophilahas salutary effects against exogenous insults to the intestinal epithelium via the activation ofNrf2 responsive cytoprotective genes. These data show that the xenobiotic-inducible Nrf2 pathway participates as a signaling conduit between the prokaryotic symbiont and the eukaryotic host. Indeed, our data imply that the capacity of lactobacilli to induce redox signaling in epithelial cells is a highly conserved hormetic adaptation to impel cellular conditioning to exogenous biotic stimuli. These data also highlight the role the microbiota plays in eukaryotic cytoprotective pathways and may have significant implications in the characterization of a eubiotic microbiota.
