Cell子刊：这种常见的食用色素，被发现会促进肠炎发生
本文插图
美食讲究色香味俱全！在日常生活中 ， 食物、药物和饮料中都可能含有各种各样的色素 。 其中 ， 诱惑红（Red 40）是一种红色偶氮染料 ， 大量的安全性测试认为 ， 诱惑红没有不良的细胞毒性 ， 致癌 ， 或诱变效应 ， 因此在许多国家被批准作为食品色素添加剂 。炎症性肠病（inflammatory bowel disease ， IBD）是一种慢性的非特异性肠道炎症性疾病 ， 其发病率呈逐年升高的趋势 。 过去几十年来 ， 食品添加剂在人类饮食中的广泛使用 ， 被认为与炎症和自身免疫性疾病发病率的增加有关 ， 但它们是如何发挥作用的 ， 目前的了解还十分有限 。2021 年 5 月 13 日 ， 来自纽约西奈山伊坎医学院精准免疫学研究所的团队在 Cell Metabolism 上在线发表了题为：Food colorants metabolized by commensal bacteria promote colitis in mice with dysregulated expression of interleukin-23 的研究论文 。 该研究发现在炎性因子 IL-23 表达升高的条件下 ， 食用色素会促进结肠炎的发生 。
本文插图
纽约西奈山伊坎医学院 Sergio A. Lira 教授和陈莉黎助理教授为该文共同通讯作者 ， 临床免疫学讲师何正祥博士和陈莉黎助理教授为共同第一作者 。IL-23 是一种炎性细胞因子 ， 已有大量研究发现 IL-23 在肠炎的发展中有着关键作用 ， 然而仅通过上调 IL-23 的表达不足以诱导肠炎的发生 。在先前的研究中 ， 作者构建了一个可条件性表达 IL-23 的小鼠（R23FR） ， 在经他莫昔芬（TAM）诱导后 ， R23FR 小鼠的髓系细胞中会过表达 IL-23 。 作者发现当喂食标准饮食（Labdiet 5053）时 ， 小鼠不会发生结肠炎 ， 然而在给小鼠喂食定制饮食时（Diet 2019） ， 可观察到结肠炎的发生 。进一步的探究发现 ， 引起这一差异的主要原因在于 Diet 2019 中的色素诱惑红 。 作者发现 ， 仅喂食诱惑红不会在对照组小鼠中诱发结肠炎 ， 但会在过表达 IL-23 的小鼠中引发严重的结肠炎 。
本文插图
然而 ， 先前已有很多安全测试证明了诱惑红的安全性 ， 作者的这一发现是否和先前的研究矛盾呢？ 作者发现如果在 IL-23 诱导之前就给予诱惑红 ， 后续再用 IL-23 和诱惑红处理不会诱导肠炎的发生 ， 这是因为在正常条件下 ， 诱惑红可诱导 Treg 细胞介导耐受的发生 ， 而 IL-23 表达的升高阻止了这一过程 。
本文插图
IL-23 可以调节 CD4+ T 细胞产生细胞因子 IL-17、IL-22 和 IFN-γ 。 为了搞清楚这些细胞因子是否会影响肠炎的进程 ， 作者利用抗体或基因缺陷小鼠进行了探究 。 结果发现分泌 IFN-γ 的 CD4+ T 细胞对肠炎的发生有着关键作用 。
本文插图
肠道微生物对肠炎的发生有着关键作用 ， 诱惑红诱导的结肠炎是否需要微生物的参与呢？作者发现在无菌小鼠中不会诱导肠炎的发生 ， 但 16S rRNA 测序分析发现 ， 诱惑红并不会影响肠道微生物组成的变化 。 这些结果表明 ， 诱惑红诱导的结肠炎依赖于肠道微生物 ， 但并不依赖于其组成的显著变化 。
本文插图
进一步的分析发现 ， 卵形拟杆菌（B.ovatus）和粪肠球菌（E.faecalis）有助于诱惑红诱导的 R23FR 小鼠结肠炎的发生 。
本文插图
作为一种偶氮染料 ， 诱惑红在胃肠道中可被还原代谢为 CSA-Na 和 ANSA-Na 。 作者发现卵形拟杆菌和粪肠球菌可代谢诱惑红产生 CSA-Na 和 ANSA-Na ， 其中 ANSA-Na 可促进肠炎的发生 ， 且这一过程也依赖于肠道微生物的参与 。 此外 ， 同为偶氮染料的日落黄也表现出了相似的作用机制 。这项研究发现 ， 在炎性因子 IL-23 的共同作用下 ， 食用色素（如诱惑红、日落黄等偶氮类色素）有助于小鼠结肠炎的发展 ， 提示食用色素可能是导致炎症性肠病的重要环境因子之一 。
本文插图
当然 ， 本研究是基于小鼠模型进行的 ， 是否会在人类身上观察到类似的效果还有待进一步评估 。 此外 ， 本研究的重点是在 IL-23 表达异常的条件下 ， 食用色素对结肠炎发展的作用 ， 在不依赖 IL-23 的其他模型中 ， 食用色素有着怎样的影响 ， 也需要被进一步探究 。论文链接：https://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(21)00181-9
