根据临床前研究，一种称为菊粉的膳食纤维，常用于保健品，已知具有一定的抗炎特性，也可以促进肺部和肠道以及身体其他部位的过敏相关炎症。来自威尔康奈尔医学院弗里德曼营养与炎症中心和吉尔罗伯茨炎症性肠病研究所以及康奈尔伊萨卡校区博伊斯汤普森研究所的研究人员的研究。
该研究于 11 月 2 日发表在《自然》杂志上，发现膳食菊粉纤维会改变某些肠道细菌的新陈代谢，进而引发科学家所说的肠道和肺部 2 型炎症。这种类型的炎症被认为是在哺乳动物中进化出来的，主要是为了防御寄生虫(“蠕虫”)感染，也是正常伤口愈合的一部分，尽管它的不适当激活是过敏、哮喘和其他炎症性疾病的基础。
“这里有很多值得思考的地方，但总的来说，这些发现拓宽了我们对饮食、免疫和构成我们的微生物群并定植我们身体的通常有益微生物之间关系的理解，”该研究的共同资深作者大卫博士说Artis，弗里德曼营养和炎症中心主任，威尔康奈尔医学院 Michael Kors 免疫学教授。
该研究的科学参与者反映了弗里德曼中心高度交叉合作的研究任务，利用了纽约市威尔康奈尔医学院和康奈尔伊萨卡校区在细菌遗传学、生物化学和免疫学方面的专业知识。威尔康奈尔医学院医学免疫学助理教授郭春军博士和康奈尔伊萨卡校区文理学院博伊斯汤普森研究所和化学与化学生物学系教授弗兰克施罗德博士，与 Artis 实验室合作，详细了解重要的饮食成分如何影响微生物组和免疫反应。该研究的第一作者是 Artis 实验室的博士后研究员 Mohammad Arifuzzaman 博士。博士。
少量菊粉存在于多种水果和蔬菜中，包括香蕉、芦笋和大蒜。菊粉也经常集中在常用的高纤维膳食补充剂中。先前的研究发现，菊粉可以增加有益肠道细菌的数量，从而提高称为调节性 T (Treg) 细胞的抗炎免疫细胞的水平。
在这项新研究中，研究人员更全面地检查了菊粉的作用。他们给小鼠喂食以菊粉为基础的高纤维饮食两周，然后分析了这些小鼠与喂食缺乏菊粉饮食的小鼠之间的许多差异。一个主要的区别是，菊粉饮食在增加 Treg 细胞的同时，还诱导肠道和肺中称为嗜酸性粒细胞的白细胞水平显着升高。高水平的嗜酸性粒细胞是 2 型炎症的典型征兆，通常见于季节性过敏和哮喘。
最终，研究人员发现，嗜酸性粒细胞反应是由称为第 2 组先天淋巴细胞 (ILC2s) 的免疫细胞介导的，这些免疫细胞被血液中称为胆汁酸的小分子水平升高激活。胆汁酸水平升高是由于菊粉诱导的某些细菌物种的生长 - 一种称为拟杆菌的细菌，在小鼠和人类中都有发现 - 它们具有胆汁酸代谢酶。
“我们惊讶地发现，菊粉补充剂与胆汁酸水平升高之间存在如此密切的关联，”施罗德博士说。“然后我们发现胆汁酸受体的缺失消除了菊粉诱导的炎症，这表明微生物群驱动的胆汁酸代谢变化是菊粉作用的基础。”
“当我们用其中一种细菌物种定殖无菌小鼠(没有微生物群的小鼠)，然后敲除一种促进胆汁酸产生的细菌酶的基因时，从菊粉到嗜酸性粒细胞增多和过敏性炎症的整个途径都被阻断了， ”郭医生说。
研究人员说，菊粉促进 2 型炎症的发现并不意味着这种纤维总是“不好的”。他们发现菊粉确实加重了小鼠过敏原引起的 2 型气道炎症。但实验也证实了菊粉先前报道的增强抗炎 Treg 细胞的作用，在许多情况下，这可能超过一些促炎作用。此外，肠道和肺中的 2 型免疫反应涉及增加组织保护粘液的产生，但对健康人不一定有害——事实上，研究人员在他们的小鼠实验中发现，菊粉诱导的 2 型炎症增强对蠕虫感染的防御。
“这种菊粉到 2 型炎症通路可能代表了对地方性蠕虫寄生虫感染的适应性、有益反应，尽管它在更工业化、无蠕虫的环境中的影响更复杂，也更难预测，”博士说。阿里夫扎曼。
研究人员现在计划使用他们的多学科、多平台方法系统地研究不同类型的膳食纤维以及一系列其他膳食补充剂在不同健康和疾病状态下的免疫效应。