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蜂王浆具有免疫调节和维持肠道菌群稳定的作用

发布时间:2024年04月01日  浏览次数:47

先天免疫和适应性免疫在控制和消除人类病原体感染、肿瘤发生和维持免疫稳态方面发挥着关键作用。免疫细胞保护宿主免受环境中的传染源(例如细菌、真菌、病毒和寄生虫)和其他有害物质的侵害。

免疫细胞可能因营养不良、压力、不健康的生活方式和暴露于极端环境条件而受损。健康食品可以优化宿主的免疫力,并且作为免疫力增强剂优于化学品和药物,因为它们没有任何相关的副作用。

蜂王浆(RJ)是蜜蜂工蜂的下颌腺和下咽腺分泌的奶油状物质。

它具有多种生物活性,例如可以延长果蝇的寿命,还具有抗氧化、抗菌、抗癌、抗炎、抗衰老和降压等特性。蛋白质是蜂王浆的主要成分,占干物质的近50%。蜂王浆中的主要蛋白(MRJPs)是一个具有高度同源性的九个成员家族(蜂王浆主蛋白1-9),约占蜂王浆蛋白的82%-90%。除了促进大鼠肝细胞中的DNA合成、增殖和凋亡外,蜂王浆主蛋白1还促进蜜蜂性别的分化。

一些蜂王浆主蛋白(蜂王浆主蛋白1除外)共同影响蜂王的分化。高纯度膳食冻干粉状蜂王浆主蛋白可以促进未成熟雌性小鼠的卵泡发育和青春期提前,延长果蝇的寿命,并增强衰老大鼠的空间记忆。此外,最近的一项研究表明,蜂王浆可以表现出类似抗抑郁的作用;口服蜂王浆或单次脑室内注射可缩短悬尾实验中不活动的持续时间。

胃肠道(肠道微生物群)群落代表了人类微生物密度和总量最高的部分,微生物群几乎生活在它们可接触到的每个宿主表面上。

过去10年的多项关于肠道微生物学和免疫学之间关联的研究已经证明了动物与其定植细菌群体之间的动态相互作用,这有助于免疫系统的功能和发展。日常饮食可以调节肠道微生态。

从数百年来食用农业前的野生食物到加工食品的快速转变干扰了人类肠道中共生微生物物种的进化和适应,显著影响了肠道健康。例如,微生物-肠-脑轴可能因高糖饮食而发炎。

通过影响肠道微生物和氨基酸代谢,低聚甘露酸钠(GV-971)可以减缓阿尔茨海默氏病的发病。拟杆菌门和厚壁菌门可以改变脂肪酸的产生,并与肥胖密切相关。食物干预是控制肠道微生物平衡、维护人体健康的有效策略。

因此,可以通过饮食干预来有效调节肠道微生物的平衡,维护人体健康。蜂王浆可以改变肠道微生物群,提高血液IL-10水平,增加调节性T细胞的数量,并促进抗氧化活性,。此外,蜂王浆可以调节幼鼠体内的类固醇激素
蜂王浆是除蜂蜜以外的主要蜂产品,化学成分复杂,生物活性丰富,有益于人体健康。我们表明,蜂王浆主蛋白是蜂王浆的重要组成部分,具有抗衰老和促进生殖的特性、、。

蜂王浆主蛋白构成蜂王浆中80%以上的蛋白质,主要是蜂王浆主蛋白1-9。它们的分子量为49至87kDa,氨基酸序列同源性为60%至70%,。在哺乳动物细胞中,蜂王浆主蛋白1寡聚体对于细胞增殖至关重要。我们的结果表明,补充蜂王浆主蛋白可以改变粘膜和外周免疫反应,促进有丝分裂原刺激的T细胞增殖和IL-2产生,同时减少脾细胞和淋巴细胞中促炎细胞因子(IFN-γ和IL-17)的产生。蜂王浆主蛋白2及其亚型X1可以通过降低TNF-α水平来显著缓解肝炎。蜂王浆主蛋白3可以通过阻止活化的巨噬细胞产生促炎细胞因子来发挥抗炎介质的作用。因此,它们代表了一种需要进一步研究的新的营养蛋白质来源。

免疫细胞介导的免疫对于控制过敏、癌症和炎症至关重要。第一项针对儿童系统性红斑狼疮的研究表明,经过三个月的蜂王浆治疗,通过增加调节性T细胞和减少T细胞凋亡,症状得到显著改善。此外,10-HDA可以增强免疫抑制小鼠的免疫力。

同样,RJ被发现可以降低对过敏物质过敏的小鼠血浆中的组胺水平以及血清中的抗β-乳球蛋白IgE和IgG水平。在这项研究中,补充蜂王浆主蛋白促进了脾T细胞增殖,但不影响T细胞有丝分裂原触发的肠系膜T细胞扩增。IL-2是促进T细胞存活、生长和扩增的重要介质。值得注意的是,饮食中的蜂王浆主蛋白还增加了T细胞丝裂原激活的脾细胞和肠系膜淋巴细胞分泌的IL-2含量,表明IL-2可能参与了脾T细胞的扩增,但不参与肠系膜T细胞的扩增。令人惊讶的是,膳食蜂王浆主蛋白最先引起LPS诱导的脾细胞B细胞增殖,而不是肠系膜淋巴细胞。

细胞因子可以通过与其相应的受体结合来介导细胞中的免疫反应。Oka发现RJ可以改善Th1/Th2细胞反应,恢复巨噬细胞功能,并抑制肥大细胞中抗原特异性IgE的产生和组胺释放。

IL-6可以控制各种细胞的发育和分化,对于感染的免疫反应至关重要。IL-6的异常表达,特别是IL-6水平的升高,会导致多种疾病。Th17相关细胞因子IL-17是一种有效的促炎细胞因子,在人类和小鼠中具有与IL-1β和TNF-α相似的特征。它们会损伤关节并引起炎症。我们发现,蜂王浆主蛋白治疗可减少促炎细胞因子,例如Th1相关细胞因子IFN-γ和Th17相关细胞因子IL-17、IL-6和IL-1β。在体外,蜂王浆主蛋白3可以抑制T细胞产生IFN-γ,表明蜂王浆主蛋白具有复杂的生物学功能和微妙的免疫调节能力。然而,还需要进一步研究来确定从蜂王浆中分离出的单一化合物是否具有多功能特性。

雌激素是雄激素转化产生的G18类固醇激素,在芳香酶的催化下影响生殖系统。雌激素主要通过与雌激素受体结合发挥作用。

雌激素受体可分为ER1和ER2,是不同基因的产物,具有56%的同源性。雌激素水平在影响性别间免疫力差异方面发挥着至关重要的作用,表明雌激素可能是免疫反应中的敏感因素。雌激素对免疫系统也有很强的作用。女性比男性具有更强大的细胞和体液免疫反应。女性也比男性更容易患自身免疫性疾病,这些疾病的严重程度取决于女性的雌激素水平,特别是在月经周期和怀孕期间,。

在另一项研究中,我们发现口服蜂王浆主蛋白可以增加未成熟雌性ICR小鼠的血清激素水平,包括雌激素和黄体酮,以及雌激素受体的表达。与该研究的结果一致,我们发现在雌性C57BL/6小鼠中,250mg/kg的蜂王浆主蛋白导致血清雌激素水平显著增加。然而,500mg/kg的蜂王浆主蛋白并没有进一步增加雌激素水平,这表明长期暴露于高剂量的蜂王浆主蛋白可能会减弱宿主雌激素的升高。然而,这一假设需要得到证实。

此外,雌激素的波动与宿主的免疫力直接相关。由于雌激素能够增加调节性T细胞和Th2细胞极化并抑制Th1/Th17细胞,因此可以减轻多种自身免疫性疾病的影响,例如多发性硬化症、类风湿性关节炎、炎症性肠病、系统性红斑狼疮和自身免疫性肝炎。和炎症细胞因子的产生。这些发现表明,口服蜂王浆主蛋白可能通过调节免疫反应来增加雌激素。相关性分析结果显示,蜂王浆主蛋白介导的雌激素水平升高与IFN-γ、IL-6和IL-1β呈负相关,表明蜂王浆主蛋白可能对免疫反应具有雌激素样作用。然而,还需要进行更多研究来确定蜂王浆主蛋白在预防或治疗自身免疫性疾病等炎症性疾病中的作用。

肠道微生物群是营养和免疫之间的关键联系。肠道共生菌及其代谢产物可以通过调节肠道T细胞分化和免疫反应来促进抗炎反应。肠道菌群对于维持免疫稳态和保持强大的免疫系统很重要。此外,肠道菌群直接影响固有层的免疫细胞功能,调节局部和全身免疫反应,。

微生物群失调可能会导致免疫功能障碍,导致与炎症相关的疾病的发生和发展。它还可以影响免疫系统的成熟和稳定性。由于胃肠道中的微生物群落存在显著差异,可能是由于微生物(包括哺乳动物)的生长和繁殖存在差异,取决于其周围环境,,我们分析了粪便和盲肠内容物研究微生物群的变化,以尽可能减少粪便微生物群的不一致。补充蜂王浆主蛋白并没有显著影响肠道微生物组,但小鼠的免疫功能得到改善。此外,我们没有发现两组小鼠之间的β多样性有任何明显的变化。因此,补充蜂王浆主蛋白后,小鼠体内微生物群落的生态平衡并未受到干扰。接下来,LEfSe用于发现组之间的差异。普雷沃氏菌是一种可能增加抗氧化能力的F蜂王浆组生物标志物。

此外,革兰氏阳性芽孢杆菌是可用于食品、医药或农业的抗微生物化合物的重要生产者。我们发现粪便和盲肠内容物之间的微生物组成存在显著差异,这引起了人们对仅使用粪便样本代表肠道菌群的方法的有效性的担忧。蜂王浆作为食品补充剂对小鼠肠道功能的影响需要进一步研究。
这项研究的局限性是无法评估蜂王浆主蛋白治疗后小鼠其他肠道区域微生物群变化的影响以及小鼠固有层淋巴组织的免疫反应。在本研究中,我们仅研究了蜂王浆主蛋白对脾脏和肠系膜淋巴细胞功能以及肠道菌群变化的影响。我们发现蜂王浆主蛋白影响雌激素水平和肠道菌群;然而,我们并没有确定它们是否影响某些代谢物,如氨基酸、蛋白质和脂肪酸。这项研究的另一个局限性是,我们仅对小鼠施用蜂王浆主蛋白,以测试其对肠道菌群和免疫力的影响。未来的研究应该比较蜂王浆主蛋白和蜂王浆的效果或使用酪蛋白等阳性对照蛋白。
结论
总之,我们发现口服蜂王浆主蛋白在体内具有免疫调节作用,尽管这些作用可能会根据免疫器官是局部(粘膜)还是外周(响应有丝分裂剂而扩展)而变化。此外,膳食蜂王浆主蛋白可以维持小鼠肠道菌群的稳定性。因此,它们可以用作功能性食品蛋白质的来源,以增强宿主免疫力和调节激素水平。这些发现可能与预防和/或治疗慢性炎症性疾病相关。

(来源:Food Science and Human Wellness,Volume 13, Issue 1, January 2024, Pages 444-453,Major royal-jelly proteins intake modulates immune functions and gut microbiota in mice)