腸道菌群留下「記憶」 印記細胞助免疫抗發炎

【記者謝明哲／綜合外電】西北大學醫療系統昨日發布最新研究，指出腸道細菌消化膳食纖維後產生的代謝物，能在腸道細胞中留下持久的分子印記。這項印記能有效提升免疫耐受性，並長期保護身體免受發炎性腸道疾病（inflammatory bowel disease-like conditions）的影響，即使接觸代謝物後已過一段時間。

研究發現，有益的微生物代謝物能「訓練」腸道內壁，使其長時間維持免疫耐受。該研究主要聚焦於短鏈脂肪酸（SCFAs），這是腸道細菌發酵膳食纖維時產生的化合物，已知具有抗發炎作用。其中，丁酸（butyrate）這種短鏈脂肪酸會被腸道上皮細胞（IECs）迅速吸收代謝。研究人員因此推測，丁酸可能透過腸道上皮細胞來調節腸道免疫反應。

在動物實驗中，研究團隊給予小鼠丁酸口服治療。即使在停止治療並經過兩週的清洗期後，小鼠體內一種名為 IL-10 的抗發炎細胞激素（cytokine）產量仍顯著增加。這些小鼠在後續誘導結腸炎的實驗中，體重減輕較少、發炎指標較低，且組織損傷較輕微，顯示出保護作用。值得注意的是，這種保護效果主要仰賴 IL-10 訊號傳遞，而非腸道微生物群本身發生變化。即便在無菌小鼠的實驗中，丁酸也能建立持久的免疫調節環境，證實其效果不需持續的微生物刺激。

更深入的機制研究揭示，丁酸作用於腸道上皮細胞，會持續啟動一種名為 Sat1 的酶，進而促進 N1-acetylspermidine 這種代謝物的生成。這種代謝物被證實能增加 T 細胞中 IL-10 的產量，從而介導丁酸的免疫調節效果。研究者 Tianming Yu（醫學研究助理教授）表示：「這項工作的意義在於，它識別出了一種機制，說明微生物衍生的代謝物如何創造持久的上皮細胞與 T 細胞之間的相互作用。」

這項成果挑戰了傳統觀念，即腸道上皮細胞僅被視為短暫回應刺激的屏障。研究暗示腸道上皮細胞能保留微生物代謝信號的「長期印記」，如同「訓練」免疫系統。此研究成果已刊載於《Nature Communications》期刊，並獲得美國國立衛生研究院的資助。未來研究將進一步探討此代謝途徑在人類發炎性腸道疾病中的作用，並尋找更多參與反應的代謝物。了解飲食、微生物代謝物與發炎如何共同塑造腸道上皮記憶，有望為恢復腸道免疫耐受性開闢新方向。