两篇Nature论文揭示十字花科蔬菜中的AHR配体分子有助缓解肺部和肠道感染

在一项新的研究中，来自英国弗朗西斯-克里克研究所的研究人员发现西兰花或花椰菜等蔬菜中的分子有助于维持肺部健康屏障，缓解感染。相关研究结果于2023年8月16日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Endothelial AHR activity prevents lung barrier disruption in viral infection”。

AHR是一种存在于肠道和肺部等屏障部位的蛋白。十字花科蔬菜---比如羽衣甘蓝、花椰菜、西兰花或卷心菜---中的天然分子是AHR的膳食“配体”，这意味着一旦被摄入，它们就会激活AHR，从而靶向一些基因。其中的一些它们靶向激活的基因会关闭 AHR 系统，使它进行自我调节。

AHR对免疫细胞的影响已广为人知，但是这项新的研究如今表明，AHR在肺部血管内皮细胞中也非常活跃。

人体与外界空气之间的肺屏障只有两层，一层是内皮细胞，一层是上皮细胞，因为它需要允许氧气进入。但是，这种屏障还必须保持坚固，以抵御污染或病毒和细菌的侵袭。

这些作者在小鼠身上进行了一系列实验，以展示 AHR 如何影响肺屏障。当小鼠感染流感病毒时，肺部的气隙中会发现血液，因为血液已经渗过受损的肺屏障。他们随后发现AHR 能够防止肺屏障渗漏：当 AHR 过度激活时，他们观察到肺部空隙中的血液减少。

他们还发现，AHR活性增强的小鼠在感染流感病毒时体重不会减轻，而且能够更好地抵御这种病毒之外的细菌感染。当受感染小鼠的肺内皮细胞无法表达 AHR 时，肺部空隙中会出现更多的血液和免疫细胞，这表明肺屏障受到了更大的破坏。

这些作者还发现流感病毒感染会导致肺部中保护性AHR活性降低，但只有在发病前通过饮食摄入AHR配体的小鼠中才会出现这种情况。这些发现将食物摄入与AHR活性和病毒感染的结果联系在了一起：受感染的小鼠在生病时没有吃那么多食物，因此它们对AHR配体的摄入量减少，AHR系统的活性降低，从而导致更多的肺损伤。

尽管这种感染导致 AHR 活性降低，但小鼠食用富含 AHR 配体的食物还是有益的：与食用对照组食物的小鼠相比，这些小鼠在感染期间的肺屏障完整性更好，肺损伤更少。这些结果表明AHR 对肺屏障具有保护作用，这种作用会受到感染的影响，但可以通过正确的饮食得到改善。

小鼠和人肺内皮AHR景观。图片来自Nature, 2023, doi:10.1038/s41586-023-06287-y。

论文通讯作者、弗朗西斯-克里克研究所免疫调节实验室组长Andreas Wack说，“在此之前，我们还主要从免疫细胞的角度研究屏障保护。如今我们证明，AHR对于通过内皮细胞层在肺部维持强大的屏障非常重要，而这种内皮细胞层在感染时会被破坏。人们在生病时可能不太可能保持良好的饮食习惯，因此无法从蔬菜中摄取使这一系统发挥作用的分子。无论如何，多吃十字花科蔬菜是个好主意，但是这项新的研究表明生病时继续吃这些蔬菜更为重要。”

论文第一作者、Wack实验室前博士生Jack Major说，“我们所发现的是一种肠-肺轴（gut-lung axis），它将饮食与通过内皮细胞防止肺部感染联系在一起。我们在这项新研究中关注的是流感病毒，但其他研究表明，导致COVID-19 的SARS-CoV-也可能降低肺部的 AHR 活性。研究其他呼吸道病毒对AHR的影响，以及我们饮食中的不同分子是否利用AHR以外的其他途径通过内皮细胞影响肺功能，都将是非常有趣的。”

科学家们认为AHR 在其他屏障器官的内皮细胞中可能也很重要。在另一项新的研究中，来自英国医学研究理事会（MRC）和帝国理工学院的一个研究团队报告说，饮食因子激活了肠道内皮细胞中的AHR，防止了细胞过度增殖和炎症。他们指出，与肺部中的过程类似，肠道内皮细胞中的AHR 在保护肠道免受感染方面也很重要。这提供了饮食与肠道内皮细胞状态之间的另一种联系，而肠道内皮细胞是肠道健康的重要因素。相关研究结果于2023年8月16日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Endothelial sensing of AHR ligands regulates intestinal homeostasis”。

参考资料：

1. Jack Major et al. Endothelial AHR activity prevents lung barrier disruption in viral infection. Nature, 2023, doi:10.1038/s41586-023-06287-y.

2. Benjamin G. Wiggins et al. Endothelial sensing of AHR ligands regulates intestinal homeostasis. Nature, 2023, doi:10.1038/s41586-023-06508-4.

3. Research finds that molecules in vegetables can help to ease lung infection
https://www.crick.ac.uk/news/2023-08-16_research-finds-that-molecules-in-vegetables-can-help-to-ease-lung-infection