人类肠道依赖于基因调控、免疫信号和微生物活动之间的精细平衡。新研究显示,当这种平衡在基因层面被破坏时,原本可控的细菌可能获得意外优势。加州大学河滨分校的科学家正在揭示单个基因如何影响肠道保持韧性或易患疾病。在发表于《肠道微生物》期刊的两项相关研究中,研究人员聚焦于PTPN2基因——该基因与炎症性肠病(IBD)及人体控制有害细菌的能力关联日益紧密。
这项研究由医学院生物医学科学教授德克兰·麦科勒领导。他的团队发现,当PTPN2活性降低时,肠道的天然防御能力减弱,为感染和炎症的滋生创造了有利条件。
最明显的后果体现在黏附侵袭性大肠杆菌(AIEC)的行为上。这种细菌在炎症性肠病患者体内水平普遍较高。与大多数肠道细菌不同,AIEC能紧密附着在肠黏膜上,侵入肠道细胞,侵蚀肠道保护屏障,并引发持续性炎症。
PTPN2缺失如何助长有害细菌
在健康状态下,PTPN2对控制炎症和维持肠道微生物稳定组合具有重要作用。然而,在部分炎症性肠病患者中,该基因缺陷版本会降低PTPN2活性。这种紊乱改变了肠道微生物平衡,为有害细菌的繁殖创造了温床。
麦科勒及其同事证实,当这种保护功能缺失时,AIEC等细菌能更有效地附着肠细胞、穿透肠道黏膜并高效繁殖。
麦科勒表示:“我们的发现解释了为何某些人群更易出现持续性肠道炎症。研究还指明了潜在治疗策略,可通过恢复肠道防御功能来限制遗传易感炎症性肠病患者的有害细菌。”
肠道细胞细菌入侵增加
在第一篇论文中,研究人员检查了携带缺陷PTPN2基因的炎症性肠病患者肠道组织,以及经相同基因改造的实验室培养肠道细胞。他们发现,当PTPN2功能异常时,肠道细胞表面会产生更多“停泊位点”,使AIEC更易进入细胞。
麦科勒补充道:“我们还发现,使用现有炎症性肠病药物JAK抑制剂治疗,可通过限制细菌侵入肠道细胞的能力部分缓解该问题。研究表明,JAK抑制剂可能有助于控制遗传易感炎症性肠病患者的有害细菌生长。”
强化肠道抗菌反应
在第二篇论文中,研究人员报告称PTPN2通过促使肠道黏膜细胞产生天然杀菌物质并维持强健屏障,帮助抵抗AIEC等细菌。
麦科勒解释:“这种保护机制对正常肠道细菌和AIEC等有害菌均有效。当PTPN2正常运作时,它能阻止有害细菌侵入肠道细胞并触发炎症。”
参考文献:
《PTPN2 rs1893217炎症性肠病风险等位基因通过JAK-STAT-CEACAM6轴增加对AIEC侵入的易感性》,作者Pritha Chatterjee等人,2025年7月7日,《肠道微生物》,DOI: 10.1080/19490976.2025.2526136
《肠道上皮PTPN2通过免疫导向抗菌反应限制病原菌定植》,作者Pritha Chatterjee等人,2025年9月15日,《肠道微生物》,DOI: 10.1080/19490976.2025.2559029
该研究获得美国国立卫生研究院资助。
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