腸道黏液屏障功能的研究進(jìn)展

韓菲菲 彭麗媛 張學(xué)斐 楊莎莎 韓劍眾

(浙江工商大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，杭州310018)

腸道是哺乳動物最大和最復(fù)雜的器官之一，不僅具有消化吸收功能，其黏膜屏障也是防止腸腔內(nèi)細(xì)菌移位和內(nèi)毒素入侵的最大屏障，可保持機體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，維持機體的正常生命活動。腸道黏膜是將機體內(nèi)部環(huán)境和腸腔內(nèi)環(huán)境分開的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，包括機械屏障、化學(xué)屏障、生物屏障及免疫屏障,一旦這個屏障的完整性被破壞，外源性有害物質(zhì)(細(xì)菌、毒素等)可入侵宿主腸道組織，造成炎癥和組織損傷。腸道的化學(xué)屏障主要由覆蓋在腸上皮細(xì)胞表面的黏液層、消化液及抗菌肽等組成，又稱為黏液屏障。黏液屏障將細(xì)菌與腸道黏膜分開，避免細(xì)菌直接接觸腸上皮細(xì)胞表面，形成機體固有防御機制的第1道防線，在阻止致病微生物的移植和入侵、建立共生腸道菌群、防止損傷和免疫防御等方面發(fā)揮功能[1]，有效地維持著腸道內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)和健康。腸道穩(wěn)態(tài)的失衡可引起黏液屏障受損，其通透性增加最終可導(dǎo)致腸道黏膜細(xì)胞的炎癥和損傷[2]。黏液層、腸道上皮細(xì)胞、微生物及宿主免疫防御之間的動態(tài)平衡是維持腸道內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵。

1 腸道黏液的基本特性

1.1 腸道黏液的組成

腸上皮細(xì)胞、杯狀細(xì)胞、潘氏細(xì)胞、腸內(nèi)分泌細(xì)胞是構(gòu)成腸上皮的主要細(xì)胞類型[3]。腸道黏液主要由杯狀細(xì)胞分泌的黏蛋白組成，另外含有約2%的脂質(zhì)和90%～95%的鹽、細(xì)胞、電解質(zhì)、其他細(xì)胞碎片和水的混合成分[4-5]。杯狀細(xì)胞除分泌黏蛋白外，還分泌一些生物活性因子，包括結(jié)合型黏蛋白、三葉肽、抗性分子β和Fc-γ結(jié)合蛋白等[6]。這些分子的分泌主要有2種途徑：基本型和調(diào)節(jié)型；其中，基本型分泌依賴于分泌顆粒的細(xì)胞骨架運動，呈現(xiàn)低水平的連續(xù)性分泌；而調(diào)節(jié)型分泌涉及外部顆粒刺激的胞吐作用[7]。腸黏膜上皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的完整性依賴于黏液層的協(xié)同調(diào)控、細(xì)胞間的緊密連接和宿主的獲得性免疫應(yīng)答[8]。黏液從杯狀細(xì)胞分泌后，迅速膨脹并形成附著于上皮的致密層，將腸腔內(nèi)寄生菌與上皮細(xì)胞隔離開來，使得腔內(nèi)的細(xì)菌不能到達(dá)上皮細(xì)胞表面[9]。黏液自小腸至結(jié)腸逐漸增厚，小腸的主要功能是營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，厚厚的黏液層不利于營養(yǎng)物質(zhì)的攝取，所以小腸的黏液層較薄。在小腸中，黏液含有防御素、分泌型免疫球蛋白A(sIgA)等抗菌物質(zhì)抑制腸腔內(nèi)細(xì)菌與上皮接觸。力學(xué)光譜法對豬小腸黏液凝膠和結(jié)腸黏液凝膠結(jié)構(gòu)和性能的研究發(fā)現(xiàn)，2種黏液分泌物都具有黏彈性凝膠的性質(zhì)，但來自小腸的黏液性質(zhì)較弱；小腸黏液凝膠容易被酸、洗滌劑和蛋白質(zhì)變性劑破壞，而結(jié)腸黏液相對穩(wěn)定。

1.2 腸道黏液的結(jié)構(gòu)

腸道杯狀細(xì)胞分泌的黏蛋白與水、無機鹽、抗菌肽等共同組成了腸道黏液屏障，其空間上呈現(xiàn)黏稠的凝膠型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)[10]。腸道黏液在結(jié)構(gòu)上可大體分為內(nèi)、外2層，靠近腸腔一側(cè)的外層是共生菌定居的部位，稱為疏松黏液層；內(nèi)層是緊密附著黏液層，以“過濾器”的形式阻礙微生物向腸上皮細(xì)胞的滲入。2層黏液有相似的組成成分，但內(nèi)層黏液更為稠密；通過蛋白水解作用，內(nèi)層黏蛋白網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)變得稀釋移行為外層疏松黏液層[11]。

黏蛋白是腸道黏液的主要成分。根據(jù)黏蛋白的結(jié)構(gòu)及定位可將黏蛋白分為分泌型和膜結(jié)合型，形成腸道黏液凝膠的分泌型黏蛋白由5種寡聚體黏蛋白(Muc2、Muc5AC、Muc5B、Muc6及Muc19)及1種非寡聚體黏蛋白Muc7組成；除Muc19外，其余4者成串定位于染色體11p15.5[12-13]。在小腸和結(jié)腸內(nèi)，Muc2是主要的分泌蛋白，也是第1個被確定的分泌型黏蛋白。腸黏液中的主要黏蛋白Muc2是一種巨大的O-糖基化凝膠蛋白，含有1個長度可變的高度糖基化中心區(qū)域，通過C-末端二聚化和N-末端三聚化形成巨大的致密二維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)[14-15]，每個黏蛋白單體通過二硫鍵鏈接在一起。所有的黏蛋白都具有長而有彈性的“PTS”結(jié)構(gòu)域(由脯氨酸、蘇氨酸和絲氨酸組成)，蘇氨酸和絲氨酸O-連接的聚糖高度糖基化，使得聚糖在分泌的黏蛋白中占重量的40%～80%。多數(shù)聚糖以帶負(fù)電荷的羧基(唾液酸)結(jié)構(gòu)終止，每個黏蛋白單體連接著帶負(fù)電的硫酸鹽基團，因此，PTS域是高度負(fù)電荷的。

1.3 腸道黏液的屏障屬性

腸道杯狀細(xì)胞每天在持續(xù)不斷分泌的黏液，人體每天有將近10 L的黏液分泌到胃腸道中，其中胃(180 μm左右)和結(jié)腸(110～160 μm)的黏液層最厚。黏液層作為一個動態(tài)半滲透屏障，能夠交換營養(yǎng)物質(zhì)、水、氣體、香料、激素等物質(zhì)，同時對大多數(shù)細(xì)菌和多種病原體具有阻礙作用[16]。對這種動態(tài)屏障功能的研究和理解對于建立藥物穿過腸黏膜的通路和營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)運來說非常重要[17]。Florey等[18]報道，將印度墨水顆粒注射到貓的胃中，顆粒由于黏液的固定作用被逐漸黏合在一起形成小塊，最后牢固地固定在糞便中；Gruber等[19]觀察了多種微粒在胃腸道中存在狀態(tài)，研究認(rèn)為無論大小、密度或成分如何變化，都會被胃腸道黏液形成由黏液覆蓋的“小塊”。腸道黏液能夠包裹住顆粒物質(zhì)，使其不會直接與上皮細(xì)胞接觸。腸道黏液層將機體與外界環(huán)境隔離開來形成一道屏障，在抵抗細(xì)菌、抗原及毒素侵襲的同時，也協(xié)助機體攝取水、離子及營養(yǎng)物質(zhì)。早期研究表明小分子物質(zhì)更容易通過黏液擴散，而較大的分子，如球狀蛋白質(zhì)，不能通過腸黏液到達(dá)上皮細(xì)胞。最近的一些研究工作表明，比消化酶大得多的顆粒，甚至大于500 nm的納米顆?？梢酝ㄟ^黏液凝膠擴散至上皮細(xì)胞，證明了微粒在黏液層中的滲透與其大小以及所帶的電荷有關(guān)[20]。

腸屏障功能的調(diào)節(jié)主要取決于細(xì)胞旁路徑。連接相鄰上皮細(xì)胞之間的空間，可選擇性地控制離子和其他小分子溶質(zhì)通過細(xì)胞旁路的被動擴散，因此上皮細(xì)胞間緊密連接對保持腸屏障的完整性起著至關(guān)重要的作用。所謂的緊密連接，是由跨膜蛋白和調(diào)節(jié)分子(含激酶)組成的多蛋白復(fù)合體。緊密連接對于擴散物質(zhì)的尺寸和電荷是有選擇性的。一般情況下，擴散速度隨著粒徑的增大而減慢。研究表明，衣殼病毒可以順利的通過黏液層而相同尺寸的聚苯乙烯顆粒卻不能通過；但是，當(dāng)聚苯乙烯顆粒被聚乙二醇密實涂覆則可以通過黏液擴散至上皮細(xì)胞[21]。衣殼病毒具有凈中性的表面，既不會被排斥也不會吸引到黏蛋白的帶負(fù)電荷的聚糖結(jié)構(gòu)域，沒有暴露的疏水性表面基團，所以可以順利通過黏液層；而帶有疏水性表面的聚苯乙烯顆粒則被阻擋。黏液的黏彈性是黏液纖毛運輸?shù)年P(guān)鍵，其由離子環(huán)境改變進(jìn)而調(diào)節(jié)黏液的水合作用形成；黏彈性適度的增加可明顯抑制纖毛清除呼吸道黏液的能力，阻礙細(xì)菌運動；黏彈性太高則會妨礙一些營養(yǎng)物質(zhì)的遞送。黏液黏彈性的適度減少會促進(jìn)細(xì)菌的運動；黏彈性太低對于病原體的屏障作用會減弱[22]。所以，黏液的選擇性屬性與顆粒所帶的電荷極性、顆粒的大小及黏液的黏彈性有關(guān)。

2 腸道黏液與腸道菌群

2.1 腸道黏液中的細(xì)菌

哺乳動物的腸道為各種兼性厭氧菌和嚴(yán)格厭氧菌提供了生存、代謝、繁殖的良好環(huán)境，其組成受內(nèi)在因素(宿主遺傳組成)和外在因素(飲食習(xí)慣、自然環(huán)境、生存壓力等)的影響。這些定植或者過路的細(xì)菌依靠營養(yǎng)物質(zhì)在腸道內(nèi)進(jìn)行代謝，代謝同時也會對進(jìn)入腸道成分的代謝、腸道組織細(xì)胞的更新、免疫反應(yīng)等產(chǎn)生一定影響[23]。腸道黏膜是人體最大的免疫系統(tǒng)，存于其內(nèi)的厭氧菌、兼性厭氧菌可以誘導(dǎo)黏膜在病原體入侵時發(fā)生免疫反應(yīng)，進(jìn)一步增強宿主抵抗病原體的能力，避免腸道受到損害。營養(yǎng)供應(yīng)、能量代謝、免疫功能和炎癥的發(fā)生發(fā)展等都與細(xì)菌和腸道或細(xì)菌與細(xì)菌之間的相互作用而產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物或信號分子有聯(lián)系[24]。

人類腸道細(xì)菌數(shù)量眾多，可達(dá)自身細(xì)胞的10倍，但小腸微生物菌群的多樣性和穩(wěn)定性較低。正常生理狀態(tài)下，這些細(xì)菌寄居在腸道，與人類呈共生關(guān)系[25]；在結(jié)腸中，細(xì)菌定居于外黏液層中，以黏蛋白聚糖為附著位點和營養(yǎng)來源。細(xì)菌可以利用腸道內(nèi)的多種聚糖，所以黏蛋白聚糖為微生物提供穩(wěn)定的能量來源；而且，黏蛋白實際上是某些細(xì)菌的唯一能量能源。大多數(shù)細(xì)菌更善于利用各種未消化的食物多糖，而食物成分的變化促進(jìn)了能夠利用黏蛋白聚糖的細(xì)菌擴增，因此食物成分可以影響腸道細(xì)菌組成。在以纖維類食物為主食的地區(qū)人群腸道內(nèi)，細(xì)菌不得不更多地依賴于黏液聚糖作為能量來源，這對黏液的體內(nèi)平衡具有影響[26]。

黏液對腸道內(nèi)細(xì)菌的功能也會產(chǎn)生影響，運動的細(xì)菌可以在黏液中保持浮游和運動狀態(tài)，防止它們形成生物膜并黏附到黏液下層的表面[26],保持腸黏膜內(nèi)穩(wěn)態(tài)是腸道菌群的一種適應(yīng)性策略。腸道黏膜穩(wěn)定為這些微生物提供方便的長期棲息地,而微生物通過維持細(xì)胞與細(xì)胞之間的連接以及促進(jìn)腸道上皮損傷修復(fù)來維持腸道上皮的屏障功能完整性就是一種互惠機制[27]。對豬腸道黏液層的研究發(fā)現(xiàn)，黏液厚度對黏膜的黏附功能也有很大影響,黏液越厚，外源聚合物鏈的擴散及與黏液中各種分子之間的纏繞就越多,當(dāng)然這個中間也受很多其他因素的影響[28]。

2.2 細(xì)菌對小腸黏液發(fā)育的影響

在正常的生理條件下，小腸黏液沒有完全附著于上皮；而在無菌條件下，小腸黏液卻不能完全從上皮移除。正常腸腔內(nèi)棲息著大量的細(xì)菌，這些共生菌是腸道黏膜產(chǎn)生sIgA的主要刺激來源[29]，研究發(fā)現(xiàn)不管是共生菌還是外源性的致病菌都會刺激腸黏膜分泌sIgA[30]。細(xì)菌定植在無菌動物腸道中后，在開始幾周內(nèi)分泌防御素和sIgA；定植4周后，小腸內(nèi)細(xì)菌的組成發(fā)生顯著改變，梭菌屬的相對豐度降低，擬桿菌屬和桿菌屬有所增加，而腸內(nèi)節(jié)絲狀細(xì)菌已檢測不到；定植4周后，黏液結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)檎５膬?nèi)外2層，微生物組成也與野生型動物一致；這表明有動態(tài)的黏液分泌維持著小腸內(nèi)微環(huán)境的穩(wěn)態(tài)[26]。在Muc2缺陷型小鼠體內(nèi)的研究也證明了黏液在小腸中的重要性,Muc2缺陷型小鼠腸道內(nèi)細(xì)菌增多，使得腸道菌群發(fā)生動態(tài)變化從而導(dǎo)致腫瘤、炎癥的發(fā)生[31]。

2.3 細(xì)菌對結(jié)腸黏液發(fā)育的影響

對細(xì)菌或類似尺寸的微粒而言，結(jié)腸黏液通常是不可穿透的。然而，在無菌條件下這種類似細(xì)菌大小的微粒卻可以穿透黏液到達(dá)上皮細(xì)胞表面。無菌小鼠在細(xì)菌定植5周后結(jié)腸黏液才會恢復(fù)到不可穿透的狀態(tài)。無菌動物的腸道菌群在定殖細(xì)菌后2周左右可常態(tài)化，但是需要8周左右甚至更長時間來形成正常的黏液系統(tǒng)和穩(wěn)定的結(jié)腸微生物群。腸道細(xì)菌組成和黏液的變化首先出現(xiàn)在小腸，接著才是結(jié)腸，表明小腸在腸道對細(xì)菌的選擇中起重要作用[26]。最近有研究提出，只有某些類型的細(xì)菌具有刺激黏液的性質(zhì)，細(xì)菌對宿主黏液性質(zhì)的影響可能是由在內(nèi)黏液層上擴散的小化合物介導(dǎo)的[32]。

2.4 細(xì)菌產(chǎn)物影響?zhàn)ひ寒a(chǎn)生

Toll樣受體(TLR)是微生物與宿主之間的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，其在促進(jìn)體內(nèi)平衡及黏液形成方面具有重要意義。在宿主體內(nèi)，細(xì)菌的細(xì)胞壁成分肽聚糖可以通過TLR2信號通路維持緊密連接并減少細(xì)胞凋亡，從而促進(jìn)腸上皮的完整性[33]。其他的一些微生物成分也被證明通過腸道黏膜TLR通路的信號傳導(dǎo)維持腸上皮內(nèi)穩(wěn)態(tài)和腸黏膜損傷后修復(fù)[34]。細(xì)菌代謝物，如短鏈脂肪酸(SCFA)也會影響腸上皮的屏障保護(hù)功能。在遠(yuǎn)端結(jié)腸，丁酸也為杯狀細(xì)胞提供能量來源，從而維持其對Muc2的分泌。丁酸鹽是腸道SCFA的重要組成之一，作為結(jié)腸上皮細(xì)胞的首選能量來源，丁酸鹽吸收的降低與腸道炎癥和致癌作用相關(guān)[35]。

2.5 腸道病原體和黏液

胃腸道內(nèi)的黏液是持續(xù)不斷分泌的，這一特點在小腸中更為明顯。作為人體的吸收器官的小腸具有吸收營養(yǎng)物質(zhì)功能，所以其黏液層是松散和可滲透的；細(xì)菌可通過幾種方式與黏液結(jié)合進(jìn)而阻止其與上皮接觸。

首先，盡管小腸的黏液層的網(wǎng)格孔比結(jié)腸的更大，但細(xì)菌仍可以被困在小腸黏液層中。其次，盡管黏蛋白由于聚糖的修飾而大部分是親水的，但是其中某些結(jié)構(gòu)的存在使得黏液具有一些疏水特性，這些疏水特性是黏液具有黏性的主要原因。最后，多態(tài)且可變的黏蛋白聚糖將與帶有對這些聚糖結(jié)構(gòu)具有特異性黏附素的細(xì)菌結(jié)合[36]。但是，這些機制也是不完美的，致病菌已經(jīng)有了規(guī)避黏液層的方法，例如腸炎沙門氏菌血清型鼠傷寒沙門氏菌、靈芝氏菌和霍亂弧菌依賴鞭毛的驅(qū)動和蛋白水解滲透黏液層并達(dá)到上皮；李斯特菌利用快速分泌的杯狀細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)胞吞作用來滲透黏液層到達(dá)上皮細(xì)胞[37]。結(jié)腸內(nèi)黏液層是共生細(xì)菌和病原體的有效物理屏障。Th2細(xì)胞介導(dǎo)的杯狀細(xì)胞增殖在協(xié)同驅(qū)逐蠕蟲的作用證明了黏液在清除病原體過程中的重要性[26]。對于影響結(jié)腸的病原體而言，內(nèi)部黏液層對維持腸道屏障的穩(wěn)定性具有一定挑戰(zhàn)性。目前的研究對這一點知之甚少，但在小鼠結(jié)腸檸檬酸桿菌感染模型中，細(xì)菌通過與幽門螺桿菌所述相似的機制長期存在于結(jié)腸內(nèi)部黏液層[38]；此外，溶組織內(nèi)阿米巴等一些體積較大的寄生蟲可通過水解作用切割Muc2蛋白，從而破壞結(jié)腸黏液，使得這些寄生蟲穿透結(jié)腸黏液內(nèi)層并侵入腸上皮。

3 腸道黏液與炎癥

3.1 細(xì)菌在炎癥中的作用

胃腸道黏膜的內(nèi)、外2層黏液都由大量Muc2組成。致密的內(nèi)黏液層黏附在上皮細(xì)胞表面，外黏液層由內(nèi)黏液層在蛋白水解作用下轉(zhuǎn)化成的可溶、組織化程度更低且可供共生菌棲息的結(jié)構(gòu)[39]。腸道內(nèi)的微生物首先與外黏液層接觸，但在內(nèi)黏液層被阻擋，說明致密的內(nèi)黏液層能夠通過阻礙細(xì)菌黏附來保護(hù)上皮細(xì)胞免受傷害。外黏液層中的寡糖類Muc2為微生物的寄居提供能量來源；Muc2基因缺失的小鼠腸黏液層變薄且通透性變強，遷移至上皮細(xì)胞的細(xì)菌數(shù)量增加，從而更容易導(dǎo)致腸道炎癥[17]。

杯狀細(xì)胞是腸道黏液的主要分泌細(xì)胞，其功能受到多種因素影響后可導(dǎo)致黏液屏障完整性發(fā)生變化，如腸道微生物、微生物毒素及某些細(xì)胞因子都會刺激或抑制杯狀細(xì)胞黏液的合成及分泌，改變黏液的化學(xué)組成或致使黏液層降解從而影響?zhàn)ひ浩琳瞎δ躘25]。黏液屏障一旦受損，可導(dǎo)致各種慢性炎癥性疾病的發(fā)生；在致病菌感染或局部缺血情況下，腸道內(nèi)細(xì)菌穿透內(nèi)黏液層與上皮細(xì)胞接觸，激活宿主免疫反應(yīng)，誘導(dǎo)炎癥發(fā)生。研究發(fā)現(xiàn)，Muc2表達(dá)缺陷的自發(fā)性腸炎動物模型，因缺乏黏液層結(jié)構(gòu)的保護(hù)，大量細(xì)菌頻繁滲透至腸上皮或侵襲隱窩結(jié)構(gòu)，誘發(fā)腸道炎癥甚至腫瘤發(fā)生[40-41]。有研究表明，無菌小鼠與傳統(tǒng)飼養(yǎng)小鼠相比，其內(nèi)黏液層相對較??；但是，當(dāng)無菌小鼠的腸道黏膜暴露于細(xì)菌產(chǎn)物(肽聚糖或脂多糖)中時，內(nèi)黏液層會迅速恢復(fù)到與傳統(tǒng)飼養(yǎng)小鼠相當(dāng)?shù)暮穸?；而這些細(xì)菌產(chǎn)物對傳統(tǒng)飼養(yǎng)小鼠腸黏液層厚度卻沒有影響[42-44]。葡聚糖硫酸鈉(dextran sulfate sodium,DSS)誘導(dǎo)的小鼠結(jié)腸炎模型是研究結(jié)腸炎發(fā)生的常用模型，其基本原理就是使細(xì)菌穿透內(nèi)黏液層，與腸上皮接觸3～5 d后會導(dǎo)致結(jié)腸炎發(fā)生，相關(guān)研究揭示了內(nèi)黏液層保護(hù)結(jié)腸的重要性。缺失Muc2基因的小鼠不分泌黏液，會發(fā)生腹瀉、結(jié)腸出血、直腸脫垂和上皮細(xì)胞增殖等炎癥反應(yīng)；此外，細(xì)菌與腸上皮直接接觸還易觸發(fā)腸黏膜免疫系統(tǒng)進(jìn)而引起明顯的免疫反應(yīng)。

3.2 腸道黏液與炎癥性腸病

炎癥性腸病主要包括潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis,UC)及克羅恩病(Crohn’s disease,CD)2種類型。經(jīng)典的CD在基因功能方面與核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域蛋白2(NOD2)及ATG16L1蛋白相關(guān)，但UC在發(fā)病機制方面的研究并不像CD一樣清楚。目前發(fā)現(xiàn)UC的發(fā)病有個體傾向性，其發(fā)病與環(huán)境因素及微生物暴露的聯(lián)合作用相關(guān)[45]。有研究認(rèn)為UC患者直腸附著的黏液層較正常對照減少，而CD患者黏液層較正常對照反而增厚且在遠(yuǎn)端結(jié)腸有大量的細(xì)菌定植[46]。正常情況下，這些細(xì)菌并不引起炎癥反應(yīng)，但某些情況下，這些細(xì)菌也可引起免疫系統(tǒng)過度活化從而導(dǎo)致嚴(yán)重的炎癥反應(yīng)。

在Muc2、核心1 O-聚糖(core 1 O-glycans)、TLR5、白細(xì)胞介素-10(IL-10)、溶質(zhì)載體家族蛋白9成員A3(SLC9A3)基因表達(dá)缺失的小鼠及用DSS處理后的潰瘍性結(jié)腸炎小鼠模型中，腸黏膜上皮細(xì)胞內(nèi)均可見細(xì)菌侵襲，在IL-10基因敲除的小鼠模型(炎癥過程被阻斷)中發(fā)現(xiàn)腸道內(nèi)黏液層厚度顯著高于野生型小鼠，但黏液質(zhì)量發(fā)生了變化，表明了Muc2的數(shù)量和質(zhì)量在黏液層的保護(hù)特性中都發(fā)揮至關(guān)重要的作用。以上述腸炎小鼠模型為研究對象的體內(nèi)試驗均可發(fā)現(xiàn)細(xì)菌穿透黏液層現(xiàn)象；以熒光微球作為指示物的體外試驗發(fā)現(xiàn)熒光微球可穿透存在炎癥的腸黏液層。在人類正常結(jié)腸活檢標(biāo)本中，可清楚地觀察到腸黏液層將細(xì)菌或熒光微球與上皮細(xì)胞分隔開，而在潰瘍性結(jié)腸炎或急性腸炎患者的結(jié)腸黏膜活檢標(biāo)本中則發(fā)現(xiàn)細(xì)菌穿透了黏液層。在正常人群體內(nèi)，乙狀結(jié)腸黏膜表面存在細(xì)菌無法穿透的黏液層；而在自發(fā)性腸炎小鼠模型及患有潰瘍性結(jié)腸炎的患者體內(nèi)，結(jié)腸黏膜表面的黏液層變薄或消失，使細(xì)菌可以侵襲上皮細(xì)胞，造成損害[31]。因此，Muc2的改變會導(dǎo)致炎癥性腸病，而炎癥性腸病也會影響?zhàn)さ鞍椎谋磉_(dá)以及杯狀細(xì)胞的分化，兩者的相互作用影響了疾病的發(fā)生和發(fā)展過程[47]。磷脂占黏液脂類組成中的一小部分，磷脂酰膽堿占黏液中磷脂成分的90%，其在水化的黏液表面形成疏水性層狀結(jié)構(gòu)，以阻止腸腔內(nèi)細(xì)菌的入侵，對潰瘍性結(jié)腸炎患者來說，無論是否存在炎癥，黏液層中的磷脂酰膽堿明顯減少；當(dāng)潰瘍性結(jié)腸炎患者口服延遲釋放的磷脂酰膽堿時，腸道炎癥得以改善進(jìn)而達(dá)到緩解[48]，患者補充組成腸黏液層的重要抗體——sIgA也可以增強黏液層的保護(hù)性[49]。

4 小 結(jié)

腸道具有哺乳動物體內(nèi)最大的微生態(tài)環(huán)境，因此，腸道生態(tài)的正?；蚴д{(diào)對機體健康和壽命有著舉足輕重的影響。腸道杯狀細(xì)胞所分泌的黏蛋白構(gòu)成了腸道黏液屏障的主要成分對腸道起保護(hù)作用。外層的黏液為腸道微生物提供適宜的共生環(huán)境，內(nèi)層的黏液通過其緊密網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)阻礙微生物滲入至腸道上皮及隱窩部位，有效地維持了腸道微生物和宿主之間的動態(tài)平衡。黏液屏障缺陷可導(dǎo)致腸道通透性增加，從而造成腸上皮細(xì)胞炎癥損傷。對腸道黏液特性及其與腸道炎癥關(guān)系的深入理解，進(jìn)一步研究腸道黏液屏障的損害機制，加強黏液屏障的保護(hù)，能夠為腸道炎癥類疾病的治療提供一個新思路；也可以利用黏液的生理生化特性來促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的吸收及阻止病原體對細(xì)胞的傷害，或通過調(diào)整食物質(zhì)構(gòu)和組成來改變營養(yǎng)物質(zhì)在腸道的吸收狀態(tài)。