哺乳動物腸道抗菌蛋白的研究進(jìn)展

宋云云，陳韜

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，湖南長沙410128）

哺乳動物胃腸道不僅是體內(nèi)最大的食物消化吸收代謝器官，也是體內(nèi)最大的消化免疫代謝器官[1]。腸道內(nèi)的組織中經(jīng)常可能會因?yàn)槭艿蕉喾N病原微生物感染引起多種疾病，如急性腹瀉、腸道黏膜炎癥等多種疾病，使腸道黏膜屏障功能持續(xù)受到嚴(yán)重的破壞。為了有效應(yīng)對這些嚴(yán)重挑戰(zhàn)，腸道黏膜下的上皮細(xì)胞表面還會產(chǎn)生大量的活性抗菌蛋白（Antimicrobial proteins，AMPs）。能殺死腸道中的大部分致病菌，是構(gòu)成機(jī)體天然自身免疫系統(tǒng)的重要成分，在機(jī)體抗腸道感染和治療炎癥中發(fā)揮重要作用[2]。與其他傳統(tǒng)外用抗生素相比，大多數(shù)AMPs 具有抗菌譜廣、抗菌活性高、熱力學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、不易產(chǎn)生耐藥性等諸多優(yōu)點(diǎn)。此外一些AMPs 還具有促進(jìn)細(xì)胞增殖、損傷修復(fù)、免疫功能調(diào)節(jié)等多種重要功能，是一種目前具有巨大開發(fā)應(yīng)用潛力的新一代抗生素的替代品。所以，本文對哺乳動物中的AMPs種類、功能和表達(dá)以及調(diào)控反應(yīng)機(jī)制等多個方面相關(guān)研究成果進(jìn)行系統(tǒng)整理分析歸納，為有關(guān)AMPs部分替代抗生素在畜牧動物養(yǎng)殖生產(chǎn)方面的廣泛應(yīng)用研究提供重要參考。

1 哺乳動物腸道AMPs 的種類

AMPs 是宿主腸道通過免疫防御反應(yīng)系統(tǒng)產(chǎn)生的能對抗外源性病原體的一種防御性生物肽類活性化學(xué)物質(zhì)，又叫作抗微生物肽或抗生素肽。哺乳動物腸道中起主要作用的AMPs 主要種類有以下幾種：

1.1 防御素

防御素（defensin）是一類富含多個半胱氨酸的陽離子活性肽，分子量約為 3～4 kDa，由 29～38 個氨基酸組成。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)防御素存在于人體內(nèi)和各種哺乳動物中最多，其中一些防御素還具有廣譜性的抗菌活性[3,4]。根據(jù)各種氨基酸分子序列和分子形態(tài)結(jié)構(gòu)的相互差異性，可將防御素分為α- 防御素、β- 防御素和θ- 防御素。α- 防御素是最早被發(fā)現(xiàn)的AMPs 家族之一，在哺乳動物中主要存在于小腸Paneth 細(xì)胞分泌顆粒中和腸腺的隱窩腔內(nèi)[5]。在人類Paneth 細(xì)胞中只表達(dá)HD5 和HD6 兩種α-防御素[6]；在小鼠Paneth 細(xì)胞中表達(dá)了比較多的為一個隱窩受體蛋白（cryptdins）和一個CRS 相關(guān)因子序列; 而在豬的腸道內(nèi)目前還沒有發(fā)現(xiàn)任何α-防御素。β- 防御素主要在哺乳動物小腸的上皮細(xì)胞表達(dá)，同時它在小腸Paneth 細(xì)胞和中性粒細(xì)胞均具有明顯表達(dá)，當(dāng)受到某種外源致病微生物直接入侵時可啟動表達(dá)防御機(jī)制。α- 防御素和β- 防御素均具有抗革蘭氏陰性菌、革蘭氏陽性菌、真菌、病毒以及原蟲的活性[7,8]。θ- 防御素的發(fā)現(xiàn)較晚，僅存在于恒河猴的中性粒細(xì)胞和單核性粒細(xì)胞的顆粒中,只在骨髓中表達(dá)，人和其他哺乳亞類動物體內(nèi)目前尚未完全發(fā)現(xiàn)θ- 防御素的具體表達(dá)[9]。

1.2 C 型凝集素

人體內(nèi)Paneth 細(xì)胞主要負(fù)責(zé)分泌RegIIIα，小鼠分泌為RegIIIγ。RegIIIγ 是AMPs 中最重要的一種新型AMPs，是一種分泌型小分子，但同時缺乏其他C 型凝集素中的補(bǔ)體招募區(qū)域，能直接結(jié)合肽聚糖殺滅革蘭氏陽性菌，主要在哺乳動物的腸道和皮膚當(dāng)中表達(dá)，具有抗菌、抗炎、損傷修復(fù)和促進(jìn)上皮細(xì)胞良性增殖等多種作用功能[10,11]。在豬的腸道中，RegIIIγ 主要由位于腸道的吸收性上皮細(xì)胞和腸道Paneth 細(xì)胞結(jié)合產(chǎn)生。其可通過調(diào)節(jié)腸道微生物和腸道宿主之間的空間免疫分布，以及腸道宿主黏膜的共生免疫作用應(yīng)答，有效維持腸道微生物與腸道宿主之間的一種共生免疫關(guān)系[12,13]。但是，RegIIIγ 在研究豬腸道或其他組織系統(tǒng)中的各種相關(guān)免疫功能及其表達(dá)調(diào)控作用方面仍然一直存在著很多空白。RegIIIγ 的表達(dá)需要活化TLR-MyD88 途徑，而激活了MyD88 下游哪些信號分子目前尚不明確。

1.3 溶菌酶

溶菌酶是一種具有高酶活性帶正電荷的AMPs，可以在不損害機(jī)體的情況下，有效殺傷各種病原體。目前，人類最了解的溶菌酶是C 型溶菌酶，它包含一條肽鏈，129 個氨基酸，分子量約為14.3 kDa，內(nèi)部分別存在4 個二硫鍵，具有大量的α 雙螺旋分子結(jié)構(gòu)，因此熱力學(xué)穩(wěn)定性和耐高壓性比較強(qiáng)。溶菌酶C 不僅在Paneth 細(xì)胞中可以表達(dá)，還可以存在巨噬細(xì)胞和某些中性粒細(xì)胞顆粒中。盡管它的活性較低，但在某些免疫部位會出現(xiàn)高濃度溶菌酶表達(dá)，表明這種溶菌酶在哺乳動物先天性免疫系統(tǒng)中起著重要的作用。研究人員發(fā)現(xiàn)，在人類和小鼠中均存在多種溶菌酶，其中人類僅存在一種溶菌酶 C，而小鼠中存在兩種：P 型（由 Lyz1 編碼）、M型（由Lyz2 編碼）。有研究對小鼠敲除Lyz2 的數(shù)據(jù)分析結(jié)果顯示，溶菌酶C 阻止肽聚糖在組織中的積累，以避免由于細(xì)菌細(xì)胞壁抗原體的持續(xù)存在而導(dǎo)致的延長促炎性反應(yīng)，經(jīng)過腸組織中清除肽聚糖對P 型溶菌酶是否起作用還未被研究[14]。

1.4 Cathelicidins

Cathelicidins 是一類含有保守Cathelin 區(qū)域的AMPs，在多種哺乳動物的腸道均有表達(dá)，在結(jié)構(gòu)上存在很大差異，該基因可編碼一個前體蛋白（cathelicidin antimicrobial protein，CAMP），通過不同的剪切方式產(chǎn)生幾個均具有抗菌活性的蛋白[15]。如Cathelicidin 基因存在于人類中是HCAP-18，已經(jīng)被證明產(chǎn)生至少三種不同的成熟抗菌肽，其中LL-37 研究最多[16]。按照二級結(jié)構(gòu)可大體分為以下四大類：α- 螺旋cathelicidins、延伸- 螺旋cathelicidins、環(huán)狀 cathelicidins 和 β- 片層 cathelicidins。

1.5 磷脂酶 A2（PLA2）

PLA2 是一類體內(nèi)分布廣泛并能夠參與體內(nèi)磷脂蛋白代謝的水解酶，主要廣泛存在于哺乳動物的上皮組織細(xì)胞和分泌物中。在正常人體中，幾乎所有細(xì)胞均含有PLA2，但它主要廣泛分布于胃腸道、皮膚、心血管等重要部位[17]。研究人員發(fā)現(xiàn)，腸內(nèi)分泌型磷脂酶A2(簡稱為PLA2G2A)基因是小鼠系中自發(fā)形成腸腺瘤和腫瘤的一種修飾重要基因，但導(dǎo)致小鼠腫瘤程度增加的機(jī)制是否間接涉及到影響小鼠腸道內(nèi)磷脂酶的抗菌活性還沒有證據(jù)確定[18]。

1.6 核糖核酸酶

血管生成素4(ANG4)是近年來發(fā)現(xiàn)的一種新型AMPs，是一種強(qiáng)分泌性單鏈血管蛋白，屬于核糖核酸酶超家族中的成員，其分子具有較低的核糖核酸酶活性，主要在哺乳動物的腸道中進(jìn)行表達(dá)。而且它還具有抗菌活性和促進(jìn)血管生成等多種生物學(xué)功能。研究人員在觀察仔豬腸道ANG4 的表達(dá)特點(diǎn)時，發(fā)現(xiàn)其腸道表達(dá)量會隨著每頭仔豬周齡的快速生長而不斷升高，其表達(dá)部位主要在位于腸道的上皮絨毛細(xì)胞和潘氏細(xì)胞，其中又以小腸上皮絨毛頂端表達(dá)量最為突出，而小腸隱窩處也可能有少量表達(dá)[19]。

2 AMPs 的生物學(xué)功能

2.1 抵抗病原微生物

天然自體免疫系統(tǒng)通過分泌表達(dá)一種稱為AMPs 的陽離子肽類抗生素，有效地防止致病微生物直接感染受到嚴(yán)重破壞的體表面。Ouellette 等人[20]研究發(fā)現(xiàn)在對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和其他防御素敏感的鼠傷寒沙門氏菌phoP-/- 突變體的抗微生物活性測定中可以發(fā)現(xiàn)，無論是從皮膚組織還是毛細(xì)管腔中將其分離，Cryptdins 均具有相同的體外抗菌活性。相反，N 末端截短 Cryptdin-6 和Cryptdin-4 的活性均有明顯降低，這些都表明N 末端Gly 殘基或Cryptdin-4 N 末端的長度是殺傷微生物的主要決定性因素，在隱腔內(nèi)的一種先天免疫可通過肽分泌后對α- 防御素的氨肽酶進(jìn)行修飾作用來進(jìn)行調(diào)節(jié)。Cash 等人 [21]研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，RegIIIγ 作為一種可以直接殺菌的活性C 型凝集素，在抗菌聯(lián)合作用中具有一定的抗菌選擇性。它容易與革蘭氏陽性菌的細(xì)胞膜直接結(jié)合，可特異性殺傷革蘭氏陽性菌。Ebbensgaard 等人[22]證明了在Cathelidicin 家族成員中有兩個家族成員Cap18 和Cap11 具有強(qiáng)大的抗菌活性，特別是針對革蘭氏陰性菌病原微生物，包括魚類和家禽生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)的病原微生物。

2.2 抗炎作用

AMPs 可以直接充當(dāng)中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞、肥大細(xì)胞和T 細(xì)胞的趨化因子或刺激宿主中性粒細(xì)胞和單核肥大細(xì)胞趨化因子的快速釋放，使它們能夠快速聚集在炎癥趨化反應(yīng)多的部位，發(fā)揮各自部位相應(yīng)的趨化功能并有效降低其他炎癥趨化反應(yīng)，如起源于哺乳動物的α-defensins、β-defensins 和LL-37 等。Wehkamp J 等人[23]研究發(fā)現(xiàn)，Paneth 細(xì)胞α- 防御素分泌的減少，被證明是導(dǎo)致克羅恩回腸炎先天性免疫功能紊亂的關(guān)鍵因素。

2.3 調(diào)節(jié)腸道菌群

Paneth 細(xì)胞分泌中的AMPs 通過調(diào)節(jié)腸道中的微生物和生態(tài)系統(tǒng)的組成，有效地調(diào)節(jié)固有角質(zhì)層中T 細(xì)胞反應(yīng)，從而有效改變促黏膜炎癥反應(yīng)和調(diào)節(jié)反應(yīng)之間的平衡。Salzman 等人[24]在使用防御素缺乏癥（MMP7-/-）和盈余（HD5+/+）的互補(bǔ)小鼠模型發(fā)現(xiàn)，小腸優(yōu)勢菌種中防御素依賴的相互轉(zhuǎn)換而總細(xì)菌數(shù)沒有變化。此外，HD5 表達(dá)的小鼠顯示出明顯的節(jié)段絲狀細(xì)菌（SFB）丟失，從而導(dǎo)致固有層中Th17 細(xì)胞數(shù)量減少。該研究報道進(jìn)一步證明了Paneth 細(xì)胞Defensins 通過調(diào)節(jié)小腸微生物群在腸道內(nèi)穩(wěn)態(tài)中的新作用。

2.4 免疫調(diào)節(jié)

AMPs 除了通過自體免疫機(jī)制殺滅各種病原體防止各種病原體和微生物進(jìn)入免疫宿主體內(nèi)，還可通過分泌多種位于自體免疫細(xì)胞內(nèi)的免疫細(xì)胞因子有效抑制致病機(jī)體的炎癥代謝反應(yīng)，并通過自體免疫調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)揮作用，調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)促炎信號的激活來發(fā)揮抗炎作用，如抗菌肽LTP-20 可通過作用NF-κB 通路和MAPK 信號通路降低LPS 刺激產(chǎn)生的促炎因子水平[25]。同時，Steenwinckel 等人[26]發(fā)現(xiàn)IL-9 出現(xiàn)過表達(dá)后，小鼠腸黏膜肥大細(xì)胞數(shù)量增加，表明了該細(xì)胞因子可能在腸道炎癥反應(yīng)中發(fā)揮著重要的作用。當(dāng)IL-9 上調(diào)杯狀細(xì)胞相關(guān)基因（如Muc2、CLCA3）的表達(dá)時，還通過上調(diào)Paneth 細(xì)胞分泌物的表達(dá) (如 ANG4、Criptdins 和 PLA2g2a)這一活性的表達(dá)需要IL-13 介導(dǎo)。

2.5 損傷修復(fù)和促進(jìn)細(xì)胞增殖

AMPs 中比較典型的有：RegIIIγ 蛋白是能夠通過作用促進(jìn)胰島細(xì)胞的復(fù)制和正常再生，使胰島細(xì)胞體積不斷增大和能夠抑制細(xì)胞正常凋亡，從而能夠促使胰島細(xì)胞正常生長和對抗損傷進(jìn)行修復(fù)。易宏波等人[27]用Caco-2 細(xì)胞黏膜刮損損傷修復(fù)模型研究發(fā)現(xiàn)，AMPs CWA 可以顯著提高刮傷上皮細(xì)胞的黏膜愈合修復(fù)速度，改善對受損的腸道上皮刮傷細(xì)胞的愈合修復(fù)損傷功能。Christa 等人[28]發(fā)現(xiàn)HIP/PAP 蛋白在肝癌細(xì)胞中有特異的活性化學(xué)表達(dá)，并與鼠體內(nèi)肝腫瘤細(xì)胞和肝癌細(xì)胞外膜的基質(zhì)相互作用。這些研究結(jié)果表明，抑制HIP/PAP 蛋白極有可能對大鼠肝癌細(xì)胞的基質(zhì)分化/細(xì)胞增殖過程具有潛在的化學(xué)重要性。

2.6 其他作用

如ANG 家族有促進(jìn)血管生成作用、新型AMPsDP7 能抑制細(xì)胞凋亡。

3 AMPs 的作用機(jī)制

研究發(fā)現(xiàn)，AMPs 的抗菌機(jī)制按其主要靶點(diǎn)部位可以劃分為細(xì)胞壁破壞機(jī)制、破膜機(jī)制和胞內(nèi)破壞機(jī)制。細(xì)菌細(xì)胞壁的主要成分之一是肽聚糖，對維持細(xì)菌的細(xì)胞正常形態(tài)至關(guān)重要，一旦細(xì)胞壁被溶解，其壁膜通透性大大增加，就會造成部分細(xì)菌滲透壓嚴(yán)重失衡，細(xì)胞壁膜破裂，內(nèi)容物基質(zhì)流失排出，細(xì)胞迅速死亡。喬媛媛等人[29]通過鏡下觀察到在AMPs 經(jīng)過處理后的正常生長大腸桿菌的細(xì)胞形態(tài)發(fā)生變化，并在其作用12h 后質(zhì)壁完全分離，細(xì)胞壁內(nèi)部出現(xiàn)微小空泡且細(xì)胞界限模糊，細(xì)胞具有走向正常死亡期的趨勢，說明AMPs 可能會破壞細(xì)胞壁引起細(xì)胞死亡。Mukherjee S 等人[30]隨后報道了腸道細(xì)菌組織中仍然存在大多數(shù)AMPs 以細(xì)菌的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)為靶點(diǎn)，通過攻擊細(xì)菌的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)來介導(dǎo)殺傷細(xì)菌。上皮組織細(xì)胞中經(jīng)常存在許多AMPs 也都是通過非酶細(xì)胞壁直接刺激機(jī)制而殺傷細(xì)菌，如RegIII 家族的C 型凝集素、防御素和組織蛋白酶。此外，還有某些腸上皮AMPs 通過利用干擾抑制細(xì)菌細(xì)胞壁合成來調(diào)節(jié)抗菌作用，例如：人β- 防御素3 和肽聚糖前體脂質(zhì)II 的結(jié)合，從而通過干擾細(xì)胞壁生物合成導(dǎo)致局部細(xì)胞壁黏膜損傷，造成細(xì)菌在低鹽條件下滲透性破裂死亡[31]。

目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞膜孔道形成機(jī)制主要類型有“地毯樣”、“環(huán)形”、“桶形”以及“聚集通道”模型。其中細(xì)胞膜是AMPs 的主要靶點(diǎn)。大多數(shù)AMPs具有陽離子特性，正電荷殘基與細(xì)胞膜上的負(fù)電荷發(fā)生靜電相互吸收作用，然后將其插入細(xì)菌的細(xì)胞膜外壁，其疏水殘基構(gòu)成二級結(jié)構(gòu)，親水部分與胞膜脂質(zhì)相結(jié)合，形成管壁通道和跨膜離子通道，從而破壞了細(xì)菌的膜完整性，導(dǎo)致了細(xì)胞中的大量物質(zhì)外流，導(dǎo)致細(xì)胞死亡。Ito T 等人[32]在研究防御素家族成員中人BD3 抗菌的機(jī)制時，發(fā)現(xiàn)AMPs 主要結(jié)合于耐甲氧西林金黃色葡萄球菌細(xì)胞膜表面的糖鏈，MRSA 聚集在細(xì)胞膜的表面，然后經(jīng)過一系列反應(yīng)，結(jié)合表面正負(fù)電荷，導(dǎo)致MRSA 細(xì)胞膜破裂的內(nèi)容物從細(xì)菌中流出死亡。Yang D 等人[33]發(fā)現(xiàn)cathelicidin 家族成員中的LL-37，不僅能夠直接殺死MRSA，而且能夠抑制球菌細(xì)胞膜的形成和破壞已經(jīng)形成的球菌膜。有研究顯示，AMPs 中PR-39 和Lfcin 等基因可以與胞內(nèi)靶點(diǎn)相結(jié)合，抑制細(xì)菌DNA表達(dá)，最終致死細(xì)菌[34]。單安山等人[35]的研究發(fā)現(xiàn)，豬小腸中性粒細(xì)胞的一種AMPs(PR-39)含有豐富的脯氨酸和精氨酸，能夠在細(xì)菌內(nèi)發(fā)揮作用，抑制NADPH 氧化酶復(fù)合物的組裝，導(dǎo)致不能產(chǎn)生活性氧，細(xì)菌內(nèi)的代謝不能進(jìn)行，從而阻礙細(xì)菌的生長繁殖。AMPs 還可以直接地影響菌群內(nèi)功能蛋白的構(gòu)象或結(jié)合細(xì)胞膜，使胞內(nèi)功能蛋白喪失活性[36]。AMPs 的作用機(jī)制首先作用于細(xì)胞膜，使通透性增加進(jìn)入細(xì)胞膜中，再作用于胞內(nèi)蛋白質(zhì)、核酸等物質(zhì)，從而抑制細(xì)胞壁合成和胞內(nèi)蛋白質(zhì)的表達(dá)，在細(xì)菌體內(nèi)形成一種相互協(xié)同的作用機(jī)制，最終達(dá)到抑菌的作用。

4 AMPs 表達(dá)的調(diào)控

有些AMPs 具有雙向作用，當(dāng)其表達(dá)不當(dāng)是，極易引起不必要的炎癥反應(yīng)，因此其表達(dá)和分泌受到諸多方面嚴(yán)格的表達(dá)調(diào)控，其中包括轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)、發(fā)育調(diào)節(jié)、分泌調(diào)節(jié)以及翻譯后修飾。

4.1 轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)

在腸道組織中，大多數(shù)AMPs 的表達(dá)是誘導(dǎo)型的。無菌飼養(yǎng)的小鼠在腸道組織中檢測不到RegIIIγ 和ANG4 蛋白的表達(dá)，但在常規(guī)飼養(yǎng)條件下表達(dá)明顯升高，說明了RegIIIγ 和ANG4 蛋白的表達(dá)受到某種微生物信號的調(diào)節(jié)[37]。此外，RegIIIγ 的表達(dá)受到天然淋巴樣細(xì)胞（ILCs）產(chǎn)生的白細(xì)胞介素22（IL-22）的誘導(dǎo);ANG4 的表達(dá)則受到 IL-25 的誘導(dǎo)，并IL-13 呈現(xiàn)劑量依賴性[38,39]。同時，也有少部分AMPs 的表達(dá)是組成型的。其中許多AMPs 的表達(dá)不依賴于微生物菌群，如腸道中大部分α- 防御素的表達(dá)，則需要WNT 信號通路途徑的轉(zhuǎn)錄因子TCF4，但不受到微生物菌群的影響[40,41]。同樣，溶菌酶、磷脂酶A2 和部分β 防御素的表達(dá)也不需要細(xì)菌信號[42,43]。

4.2 發(fā)育調(diào)節(jié)

動物發(fā)育過程的轉(zhuǎn)變也是影響某些AMPs 表達(dá)的因素。ANG4 和RegIIIγ 在小鼠新生早期表達(dá)明顯升高，與斷奶前后相比，ANG4 的表達(dá)水平可升高20 倍左右，而RegIIIγ 的水平則可達(dá)到約3000 倍，這種變化的原因很可能是作為對斷奶后引起的免疫撤除的應(yīng)答，產(chǎn)生相應(yīng)的AMPs 來進(jìn)行補(bǔ)償[37]；相反，Cathelicidin 的表達(dá)則在斷奶前開始下降，成年以后幾乎消失[44]。

4.3 分泌調(diào)節(jié)

在哺乳動物腸道中，Paneth 細(xì)胞產(chǎn)生大量的AMPs，包括α 防御素、溶菌酶、磷脂酶A 2 和ANG4 等。這些AMPs 的分泌是在Paneth 細(xì)胞暴露在細(xì)菌或細(xì)菌表面分子后的反應(yīng)，如脂多糖，這也意味著AMPs 的分泌是作為遇到細(xì)菌潛在威脅的應(yīng)答而精確控制的[45]。

4.4 翻譯后修飾

由于部分AMPs 是通過破壞細(xì)菌細(xì)胞膜來殺滅細(xì)菌的。因此，該AMPs 對宿主細(xì)胞具有潛在的毒性，其殺菌活性在合成后細(xì)胞內(nèi)儲存過程是受到嚴(yán)格控制。而小鼠α- 防御素是以沒有活性的前體進(jìn)行儲存在分泌顆粒中，通過MMP7 的作用產(chǎn)生成熟的具有活性的形式α- 防御素[46]；而人α- 防御素的激活則需要依賴于胰蛋白酶[47]。同樣，RegIIIγ和Cathelicidin 也是以沒有活性的前體形式儲存在分泌顆粒中，分別在胰蛋白酶和絲氨酸蛋白酶的作用下轉(zhuǎn)變成成熟的AMPs[48,49]。

5 AMPs 的表達(dá)調(diào)控機(jī)制

AMPs 的表達(dá)由多種信號通路精確的調(diào)控，如Toll 受體 （TLR） 信號通路、MyD88 信號通路中NF-κB、MAPK 信號通路以及組蛋白去乙?；揎椡緩降取６鳷LR 受體是模式識別受體（PRR）家族，是第一個被發(fā)現(xiàn)的PRR，病原體相關(guān)分子模式（PAMP）最為常見，代表性最強(qiáng)的是革蘭陽性菌的PG 和革蘭陰性菌的LPS，它們可結(jié)合Toll 受體向宿主發(fā)出感染信號，并觸發(fā)炎癥[50]。越來越多的研究表明，腸上皮細(xì)胞水平的TLR 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑是保護(hù)腸道免受致病菌侵襲的關(guān)鍵。研究發(fā)現(xiàn)，夜蛾的免疫途徑中存在兩種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)因子，其中MyD88和Pelle 兩種信號途徑的RNA 干擾能夠顯著抑制磷脂酶A2 的活性，而當(dāng)受細(xì)菌入侵時能夠通過Toll 受體信號通路誘導(dǎo)磷脂酶A2 的表達(dá)[51]。Dou X J 等人[52]發(fā)現(xiàn) TLR2/4 可通過 p65 磷酸化和 NF-κB抑制蛋白激酶的延遲合成激活NF-κB 途徑，從而促進(jìn)AMPs 的表達(dá)。組蛋白修飾是一種精確調(diào)節(jié)抗菌蛋白的重要途徑，組蛋白去乙酰化酶（HDAC）是組蛋白修飾中的一種重要的方法。Fischer N 等人[53]的研究表明，HDAC 抑制劑通過調(diào)節(jié)組蛋白修飾，顯著提高腸道上皮AMPs 表達(dá)，但不影響促炎因子表達(dá)。Schulthess J 等人[54]研究表明，丁酸通過抑制HDAC3 提高啟動子區(qū)域組蛋白乙?；M蛋白H3第9 賴氨酸（acH3K27） 水平，能夠促進(jìn) AMPs(S100A8/A9/A12)表達(dá)，提升小鼠巨噬細(xì)胞清除細(xì)菌的能力。肖熠[55]在探究宿主- 腸道微生物中的作用和機(jī)制時，發(fā)現(xiàn)IL-33 可獨(dú)立誘導(dǎo)RegⅢγ 在腸上皮的表達(dá)，然后通過mTOR、MEK-ERK、STAT3 三條信號通路調(diào)節(jié)腸上皮細(xì)胞分泌達(dá)的RegⅢγ 蛋白。在腸道組織中AMPs 的表達(dá)受到多種信號分子的共同調(diào)控，受到不同刺激源對AMPs 的表達(dá)調(diào)控機(jī)制存在差異，對機(jī)體產(chǎn)生了不同影響。

6 總結(jié)與展望

隨著抗生素耐藥性的威脅越來越大，一種新的綠色健康的“抗生素”顯得尤為重要。在眾多抗生素的替代品中，腸道AMPs 部分替代抗生素成為了重要研究對象，作為小分子療法替代品有著廣闊的前景。在畜牧養(yǎng)殖中，AMPs 作為一種飼料添加劑，能改善動物腸道微生物菌群的結(jié)構(gòu)，抑制病原微生物的繁殖，提高動物的生產(chǎn)性能；在食品行業(yè)中，AMPs 可以用作食品防腐劑和增效劑，為功能性食品開發(fā)提供新的途徑。因此，本文就腸道AMPs 的種類、特性、生物學(xué)作用以及表達(dá)調(diào)控機(jī)制進(jìn)行了歸納。但是要將AMPs 真正地應(yīng)用到臨床治療與生產(chǎn)實(shí)踐中，還存在許多需要解決的問題:（1）AMPs表達(dá)含量少，增加了提取難度，無法滿足市場應(yīng)用的需求量，人工合成AMPs 成本比較高。（2）AMPs結(jié)構(gòu)簡單，大多數(shù)呈短肽鏈，其穩(wěn)定性較差。（3）AMPs 具有雙向作用，存在一定的安全性，在安全性方面有待考察。目前，AMPs 還處在研究階段，其分子機(jī)理、藥物代謝規(guī)律尚未完全明確，但抗菌譜廣，具有不易產(chǎn)生耐藥性的優(yōu)勢，且不同的AMPs 具有各自的生物學(xué)特性。所以綜上所述，只要經(jīng)過不斷深入的研究和了解，AMPs 將成為未來部分替代抗生素的物質(zhì)，從而減少抗生素的濫用以及提高用藥安全性。 □