黏蛋白與腸道黏膜屏障的研究進展

夏佳佳 徐程宇 秦貴信 潘 麗

(吉林農業大學動物科學技術學院,長春 130118)

腸道黏膜屏障主要包括腸道內正常菌群、黏液層、腸上皮細胞以及免疫屏障[1],作用于腸道與外部環境之間,阻止有害細菌、毒素和其他外部刺激物質進入腸道。上皮細胞表面的高度糖基化的聚合黏蛋白是腸道抵抗物理和化學損傷的第1道防線,這種黏蛋白富含絲氨酸和蘇氨酸的蛋白質骨架結構,并與多個O-連接的寡糖側鏈相連[2-3]。腸道杯狀細胞不僅分泌黏蛋白為腸道內環境穩態提供機械保護屏障,而且還參與腸道免疫系統屏障[4],有助于保持腸道健康。此外,一些研究還發現,改變黏蛋白的結構和功能與腸道炎癥以及其他腸道疾病的發生和發展存在密切的關系[5]。

1 黏蛋白的概述

1.1 主要組成成分及結構特征

黏蛋白的主要組成部分包括蛋白質分子、糖基化物、氨基酸殘基修飾物和鐵離子等;其中,蛋白質分子主要為黏蛋白,具有高分子質量。多數腸道黏蛋白家族成員,如黏蛋白1(MUC1)、黏蛋白2(MUC2)、黏蛋白5B(MUC5B)和黏蛋白13(MUC13),在腸道中表達,發揮不同的功能[6]。不同種類的黏蛋白中氨基酸的數量和類型存在差別,如MUC1有480個氨基酸[7],而MUC2則有5 100個氨基酸[8]。在糖基轉移酶和糖苷酶的作用下,糖基化物與氨基酸結合形成糖蛋白[9]。腸道黏蛋白糖基化的改變與腸道通透性增加以及對炎癥和感染的敏感性有關[10]。氨基酸修飾包括蛋白質的磷酸化、甲基化和乙酰化等一系列化學修飾,這些修飾可以改變黏蛋白的電荷和結構,從而影響腸道疾病的改變。……