Sex-dependent protection by neonatal 2’-fucosyllactose against gut dysbiosis, barrier dysfunction and food allergy in GDM offspring
新生儿补充 2'-岩藻糖基乳糖通过微生物介导的免疫恢复,减轻了妊娠期糖尿病诱导的小鼠后代肠道菌群失调、屏障功能障碍及食物过敏易感性,且在雄性中观察到的治疗效果显著大于雌性。
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怀孕是一个深刻的生物学变化时期,母亲的身体成为了发育中胎儿的主要环境。当母亲患上妊娠期糖尿病(一种血糖水平在怀孕期间升高的疾病)时,这个环境就会发生转变。高血糖水平不仅是母亲的代谢问题;它们会在婴儿发育中的免疫系统和肠道上留下持久的印记。肠道是身体的第一道防线,是一个复杂的生态系统,其中的益生菌负责训练免疫系统,使其能够区分无害食物与危险入侵者。如果这个训练场在出生前受到干扰,孩子长大后可能会拥有过于敏感的肠道,从而导致更高的食物过敏风险。科学家们长期以来一直怀疑,人类母乳中发现的特定糖类(这些糖类作为这些好细菌的食物)在患有糖尿病的母亲体内可能缺失或发生了改变,这或许解释了为什么她们的孩子更容易受到影响。
一个研究小组致力于测试通过在新生儿饮食中添加其中一种特定糖类,是否可以修复由母亲糖尿病造成的损伤。他们关注的是一种被称为 2'-岩藻糖基乳тоza(2'-fucosyllactose)的糖,这是健康人类乳汁中的常见成分,有助于喂养有益细菌并增强肠道屏障。通过使用一种模拟妊娠期糖尿病代谢条件的实验小鼠模型,科学家们观察了后代的发育情况,以及早期补充这种糖是否可以防止肠道和免疫系统崩溃。他们的工作揭示了一个令人惊讶的转折:这种糖对每只幼崽的作用方式并不相同。它为雄性后代提供了强大的保护,恢复了它们的免疫防御和肠道健康,但对雌性后代仅提供了微乎其微的益处。这种差异表明,母亲在怀孕期间的健康状况对生物学的影响并非千篇一律,且预防食物过敏的方案可能需要根据孩子的性别进行定制。
研究人员首先创建了一个小鼠妊娠期糖尿病模型。他们给雌性小鼠喂食高脂饮食,然后引入低剂量的化学物质来暂时压力胰腺,导致她们出现类似于人类情况的高血糖。这些母亲产下的幼崽携带了高糖环境的生物印记。科学家们随后将新生儿分为几组。一些幼崽什么也没接受,而另一些则从出生第七天起,通过喂食管每天摄入 2'-岩藻糖基乳тоza。目标是观察这种早期的营养补充是否能在幼崽面临现实世界的挑战之前,逆转由母亲糖尿病引起的缺陷。
当研究人员在断奶时检查幼崽时,他们发现来自母亲糖尿病的损伤是真实存在的,且在雌雄之间存在显著差异。雄性幼崽表现出明显的免疫系统减弱迹象。它们的肠道中缺乏作为哨兵的专门免疫细胞,且脾脏中含有的调节性 T 细胞(即防止免疫系统过度反应的“和平缔造者”)也较少。它们的肠道中也存在较低水平的保护性抗体。相比之下,雌性幼崽并未表现出这些相同的免疫缺陷。相反,它们的主要问题在于结构性:覆盖在肠道内部的黏液层变薄了,且产生这种黏液的细胞也减少了。这种黏液层至关重要,因为它作为一个物理屏障,防止食物颗粒和细菌直接接触肠壁。
2'-岩藻糖基乳тоza 的干预产生了截然不同的结果。在雄性幼崽中,这种糖起到了强大的修复剂作用。它使它们的免疫细胞计数恢复到正常水平,补充了保护性抗体,并将它们的肠道细菌重塑为更健康的谱系。这种糖似乎唤醒了免疫系统对食物产生耐受性的能力。然而,在雌性幼崽中,这种糖的效果非常有限。虽然它显示出改善黏液屏障的轻微趋势,但在统计学上并不显著。研究人员得出结论,这种糖最适合修复特定类型的免疫损伤,而这种损伤在雄性身上很严重,在雌性身上则较轻,雌性的主要问题是结构性屏障缺陷,而这种糖本身无法轻易修复。
为了测试这些早期变化是否会对现实健康产生影响,研究人员对雌性幼崽进行了食物过敏挑战。他们选择雌性进行这部分研究,是因为它们特定的缺陷——薄弱的黏液屏
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