紫芝多糖GSP-2诱导调节性T细胞治疗过敏性哮喘的机制研究

Immune tolerance is the focus of research of anti-allergy study, and induction of short chain fatty acids (SCFAs) on regulatory T cell (Treg) through G-protein coupled receptors (GPR) and HDAC9 (Histone deacetylase-9) are frontiers in immunology. Our study on the regulation of Ganoderma sinense polysaccharide (GSP-2) on allergic asthma showed that the inflammatory infiltration of lung tissue and airway high reaction were improved remarkably after the treatment of GSP-2 in allergic airway hyper-responsiveness mice model. What’s more, the concentrations of OVA-specific IgE, IL-4 were reduced in serum, and the concentrations of IL-10 increased significantly in GSP-2 treated mice, which implied that GSP-2 may be metabolized by intestinal microbiota into SCFAs and promote the Treg differentiation in the GSP-2 treatment. This study will focus on the induction of GSP-2 on Treg in the treatment of on allergic asthma.

IL-10可以促进调节性T细胞（Treg）分化；肠道短链脂肪酸（SCFAs）经G蛋白偶联（GPR）受体和组蛋白去乙酰化酶9（HDAC9）促进耐受型树突细胞分化，产生IL-10。肠道菌群失调，肠道SCFAs降低，易诱发过敏性哮喘。前期研究中，过敏性呼吸道炎症小鼠灌胃紫芝单体多糖GSP-2治疗后，血清中卵清蛋白特异性IgE、IL-4显著下降，IL-10显著上升，肺组织炎症浸润减轻，气道高反应性降低，表明GSP-2可改善小鼠呼吸道过敏炎症。GSP-2为β-D型葡聚糖，不能被α淀粉酶分解，提示GSP-2可能被肠道菌群代谢为SCFAs；我们设想GSP-2可经肠道微生物代谢为SCFAs，促进耐受型树突细胞产生IL-10，诱导Treg分化。本项目拟基于肠道菌群及肠道代谢产物SCFAs，阐明GSP-2促进Treg分化、改善过敏性呼吸道炎症的机制；本研究成果有望推动基于GSP-2的抗过敏制剂开发和临床应用。

（1）SPF级Balb/c小鼠，随机分组为：Control、过敏性哮喘(AA)组、GSP2组和Dex组。（2）Balb/c小鼠构建AA模型，GSP2组和Dex组哮喘小鼠分别灌胃给药GSP2和地塞米松。（3）第40天，眼球血液，并以ELISA确定小鼠血清中IFN-γ、IL-4、IL-5、IL-13、IL-17、IL-10及OVA-sIgE含量。（4）小鼠颈部脱臼致死，分别收集脾脏、肺组织和肠组织，肺粘膜组织进行HE染色，流式细胞术检测小鼠脾脏中Treg表达水平。（5）WB检测肠组织GPR41、GPR43蛋白表达。（6）GC检测小鼠粪便短链脂肪酸含量。（7）16s rDNA分析小鼠肠道菌群多样性。研究结果明表明：GSP2多糖可明显降低哮喘小鼠的Penh。 经过GSP2治疗后，小鼠血清中OVA-sIgE、IL-4、IL-13、IL-17显著降低。小鼠肺组织病理HE染色结果显示，GSP组（c）同小鼠AA组（b）比较，肺泡完整度较好、炎症细胞较少。流式细胞术结果表明，AA组Th17/Treg细胞同对照组（1.34）比较上升至3.21，经GSP2治疗后Th17/Treg下降至0.75，表明GSP2干预可以调节AA小鼠脾脏中Th17/Treg细胞比例。AA模型中乙酸、丁酸、戊酸含量降低，经，GSP2干预后，含量均上升达到或超过对照组水平。AA小鼠肠道粘膜组织中，GPR41、GPR43表达降低，GSP2组中，GPR41和GPR43表达水平较AA显著升高，其中GPR41较对照组升高，GPR43随显著高于AA组。16 sRNA菌群属分类分析表明，同Control比较，AA组L. gasseri下降，经GSP2干预后，L. gasseri在肠道中比例显著恢复至Control组水平，AA相关症状缓解，表明GSP2可能通过调节提升肠道中L. gasseri的比例改善AA症状。该研究结果表明，紫芝多糖可经纠正OVA+氢氧化铝诱导的哮喘小鼠的肠道菌群紊乱，并增加肠道中短链脂肪酸含量，诱导小鼠体内的调节性T细胞，降低血清中OVA-sIgE及Th2细胞因子，进而改善过敏性小鼠哮喘气道反应，改善哮喘小鼠肺部炎症浸润状况。