枯草芽孢杆菌纳豆NTU-18通过重编程外周T细胞反应延缓动脉粥样硬化进程

《Applied Microbiology and Biotechnology》：Bacillus subtilis natto NTU-18 attenuates atherosclerosis progression by modulating peripheral immune cell alterations

　　本研究针对动脉粥样硬化这一慢性炎症性疾病，探讨了枯草芽孢杆菌纳豆NTU-18的干预效果。研究人员通过AAV-mPCSK9诱导的小鼠模型，发现长期服用NTU-18能显著减少主动脉斑块面积，且不依赖降脂作用。利用高维流式细胞术分析发现，该益生菌可诱导CD8+和CD4+ T细胞的早期训练现象，并持续增加调节性T细胞（Tregs），表明其通过适应性免疫调控发挥抗动脉粥样硬化作用。该研究为益生菌在心血管疾病防治中的应用提供了新的机制见解。

　　

在心血管疾病研究领域，动脉粥样硬化始终是一个难以攻克的核心难题。这种慢性炎症性疾病以脂质积聚和免疫失调为特征，伴随着促炎单核细胞和效应T细胞的扩增，以及调节性T细胞（Tregs）的减少，最终导致主动脉斑块形成和血管功能障碍。尽管现有治疗方法取得了一定进展，但寻找能够有效调节免疫系统且副作用小的干预策略仍是当前研究的重点。

近年来，益生菌作为一种潜在的免疫调节剂受到广泛关注。其中，枯草芽孢杆菌纳豆（Bacillus subtilis natto）作为一种产孢益生菌，在传统日本食品纳豆中被发现，其抗动脉粥样硬化作用已在临床前和临床研究中初露锋芒。然而，其系统性的免疫调节机制尚不明确，特别是对全身免疫细胞动态变化的影响缺乏深入探索。

正是为了解开这一谜团，国立台湾大学的研究团队在《Applied Microbiology and Biotechnology》上发表了最新研究成果。他们采用了一种创新的动脉粥样硬化模型——AAV-mPCSK9诱导的小鼠模型，这种模型通过一次注射就能有效模拟人类疾病的关键特征，避免了传统基因敲除模型的局限性。研究团队让小鼠在接受西方饮食（Western diet）的同时，每日口服B. subtilis natto NTU-18菌粉，持续16周，通过高水平的多参数流式细胞术动态监测外周免疫细胞的变化。

研究过程中，团队主要运用了几个关键技术：通过AAV-mPCSK9病毒结合西方饮食建立小鼠动脉粥样硬化模型；使用两个13标记抗体 panel进行高维流式细胞术分析；对主动脉根部病变进行组织学评估和定量分析；以及定期监测血清胆固醇水平和体重变化。

口服B. subtilis natto NTU-18减轻小鼠主动脉斑块进展

研究结果显示，尽管B. subtilis natto NTU-18处理对血清胆固醇水平没有显著影响，且仅引起体重轻度下降，但与PBS处理的对照组相比，治疗组小鼠的主动脉病变面积显著减少。这表明NTU-18的抗动脉粥样硬化作用不依赖于脂质降低，而是通过其他机制实现。

高维流式细胞术揭示NTU-18给药后的免疫景观监测

通过高参数流式细胞术，研究人员成功描绘了外周免疫细胞的动态变化。分析涵盖了18个不同的淋巴和髓系细胞群体，包括T细胞、B细胞、髓系细胞的详细亚群，以及CD4⁺和CD8⁺ T细胞的幼稚型、中央记忆型、效应记忆型和训练型表型。

B. subtilis natto NTU-18给药对动脉粥样硬化小鼠外周淋巴和髓系细胞动态的影响

研究发现，NTU-18给药后4周，外周髓系细胞出现短暂扩张，同时总淋巴细胞显著减少。但到第6周及以后，两组间的髓系或淋巴细胞频率无显著差异，表明NTU-18诱导的免疫调节是瞬时的，可能在早期阶段帮助建立更受调控的免疫环境。

B. subtilis natto NTU-18给药对动脉粥样硬化小鼠外周训练CD8⁺ T细胞亚群动态的影响

在CD8⁺ T细胞 compartment（区室）中，NTU-18给药4周后观察到CD44⁺训练型CD8⁺ T细胞的短暂扩张，随后在治疗10周后，训练型CD8⁺ T细胞显著减少。同时，治疗组小鼠表现出更高比例的幼稚CD8⁺ T细胞和相应的效应记忆CD8⁺ T细胞减少，表明NTU-18促进了外周CD8⁺ T细胞亚群向活化程度较低、更幼稚表型的重新平衡。

B. subtilis natto NTU-18给药对动脉粥样硬化小鼠外周训练和调节性CD4⁺ T细胞亚群动态的影响

在CD4⁺ T细胞区室中，同样观察到CD44⁺训练型CD4⁺ T细胞的短暂诱导。值得注意的是，与对照组相比，NTU-18处理的动脉粥样硬化小鼠在整个疾病进展过程中表现出调节性CD25⁺CD4⁺ T细胞比例持续较高的趋势。这些发现表明，每日NTU-18给药促进了向更活化CD4⁺ T细胞表型的转变，可能反映了增强的调节反应。

B. subtilis natto NTU-18给药对动脉粥样硬化小鼠外周髓系细胞动态的影响

与动脉粥样硬化进展密切相关的Ly6C^hi单核细胞（相当于人CD14⁺CD16⁺单核细胞）以及中性粒细胞和嗜酸性粒细胞的频率在两组间无显著差异，表明NTU-18的抗动脉粥样硬化作用不是通过髓系细胞的广泛抑制介导的。

研究结论表明，B. subtilis natto NTU-18通过短暂重塑和长期重新平衡外周T细胞反应来减轻动脉粥样硬化，而不是通过直接影响脂质代谢或广泛抑制髓系细胞。这种免疫重编程的特点是早期训练性CD8⁺和CD4⁺ T细胞的扩张，随后幼稚和调节性T细胞增加，最终形成不利于动脉粥样硬化进展的免疫环境。

该研究的重要意义在于首次全面揭示了B. subtilis natto NTU-18在动脉粥样硬化中系统免疫调节的动态过程，为益生菌作为心血管疾病的补充治疗策略提供了坚实的机制基础。虽然研究样本量有限，但纵向高维免疫表型分析结果高度一致，保护效果显著，为未来更大规模的队列研究奠定了重要基础。这些发现不仅拓展了我们对益生菌免疫调节作用的认识，也为开发基于微生物的动脉粥样硬化干预策略开辟了新途径。