食品学院陈春旭副教授课题组于2023年1月在国际期刊Food Bioscience(Q2,IF: 5.318)发表题为“Prebiotic effect of sialylated immunoglobulin G on gut microbiota of patients with inflammatory bowel disease byin vitro fermentation”的研究性论文。获国家重点研发计划(2017YFD0400600)、国家自然科学基金项目(31901617)、安徽省高等学校科学研究重大项目(2022AH040236)的资助。
该研究采用凝集素法从人源IgG中纯化得到唾液酸化IgG,在以UHPLC-MS验证其糖链分子结构后,利用IBD患者肠道菌群的厌氧发酵模型进行体外发酵,研究唾液酸化的IgG对IBD肠道微生物结构的影响。同时,采用转录组测序探究唾液酸化IgG对显著调节菌株相关基因的表达的影响。结果发现,唾液酸化IgG可以显著提高IBD样品中肠道微生物群的多样性、丰富度、组成和短链脂肪酸含量,其不仅恢复了IBD样品中相对丰度较低的三个常见属(Romboutsia、Prevotella和Akkermansia)的生长,还增加了健康和IBD样品中相对含量较低的属(Bifidobacterium,Actinomyces,Atopobium 和Citrobacter)。此外,代谢途径结果证实唾液酸化IgG上调了与碳水化合物水解、吸收和利用相关的功能基因。转录组测序结果表明,唾液酸化IgG可诱导显著增殖的B. bifidum的特定基因表达,进而调节IBD患者的肠道微生物群。该研究结果为唾液酸IgG的利用与健康产品开发提供了全新的视角和重要科学依据,尤其为母乳中免疫球蛋白类的生物效价鉴评提供新的途径和理论指导。
研究亮点
· 与健康组相比,唾液酸化IgG改善了IBD样品中肠道菌群结构。
· 唾液酸化IgG提高了IBD肠道菌群丰富度和多样性,增加了SCFA含量,同时降低了F/B值。
· 唾液酸化IgG诱导B. bifidum相关基因表达以调节IBD肠道微生物群。
· 唾液酸化IgG不仅恢复了IBD导致相对丰度较低属的生长,还增加了健康和IBD样品中含量都较低的属
研究结论
1. 唾液酸化IgG可通过促双歧杆菌增殖的益生作用改善IBD患者肠道菌群结构;
2. B. bifidum在唾液酸化IgG缓解IBD中起到关键作用;
3. 唾液酸化IgG上调了与碳水化合物水解、吸收和利用相关的功能基因。
图1各组间细菌不同水平结构变化,门水平结构的变化堆积柱状图(a)和柱状图(b),属水平下相对丰度堆积柱状图(a)及益生菌和非有益菌的相对丰度(b),不同组间肠道菌群的进化分支图(e)
图2基于16S rRNA数据进行PICRUSt和STAMP进行预测和功能注释(a),用于筛选ST组和CT组之间差异表达基因(DEG)火山图(b),KEGG途径中富集的前20个DEG(c)
原文链接
https://doi.org/10.1016/j.fbio.2023.102393