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《细胞》子刊:两种常见食用色素或能加重结肠炎
原创 代丝雨 奇点网 收录于话题#饮食是门大学问30个
不知道大家有没有感觉,现在的人比起几十年前,好像更“娇贵”了。
这还真不是错觉,从上个世纪至今,人类炎症性疾病和自身免疫性疾病的发病率的确在增长,而很多学者认为,这与空气、水中的污染物,以及加工食品和食品添加剂的增加有分不开的关系。
说到食品添加剂,其实奇点糕本人不怎么排斥。精制糖和脂质另当别论,为了保持产品外观口感和保质期的添加剂还是比较有必要的,而且它们也都经过了检测,对健康人来说还是安全的不是。
不过对健康人来说如此,但对本来就有一定病理变化的身体来说,可就不一定了。
今日发表在《细胞代谢》杂志上的一篇论文就发现[1],超级超级常用的两种可食用色素,诱惑红和日落黄,居然能在IL-23过表达的小鼠中诱发结肠炎!背后的机制与IFN-γ、CD4+T细胞和两种特定肠菌有关。研究团队来自美国西奈山伊坎医学院。
哎,吃东西,可真是防不胜防啊……
这个研究的起因说起来还有点乌龙的意思。
前面说到自身免疫性疾病,西奈山伊坎医学院这个团队原本做的就是有关其中炎症性肠病(IBD)的研究。
此前已经有一些研究发现,免疫性因子在IBD的发展中有重要的作用,白细胞介素-23(IL-23)就是研究得最好最透彻的了。不仅人类全基因组关联研究发现了IL-23通路与IBD的关系,而且最近的临床研究也显示,针对IL-23的治疗对不同形式的IBD,例如克罗恩病(CD)和溃疡性结肠炎(UC)都能发挥不错的效果。
但是,纵然有这么多研究成果,但至今还没有研究度确定,IL-23表达的上调能够诱导小鼠的结肠炎。也就是说,IL-23最多只是促进结肠炎发展的因素之一,而非疾病的根本驱动力。
西奈山伊坎医学院团队之前也做过相似的研究,并在2018年发表了论文。当时他们通过基因工程方法,使用他莫昔芬(TAM)诱导小鼠髓细胞过表达IL-23,但要配合特殊的饮食方案才能诱导小鼠产生结肠炎。
那就很令人好奇了,到底什么鼠粮,这么神奇,吃了居然就发病?
这篇论文最开始就是想要找到小鼠饮食方案中,诱导结肠炎发病的真正成分。但是当研究者们千辛万苦分析之后,发现,真相居然是……用来标记鼠粮中是否有药物的一种食用色素,Red 40。
Red 40说来陌生,它还有个名字叫做Allura Red,也就是,诱惑红。诱惑红是世界上使用最多的食用色素之一,2011年的旧数据显示,诱惑红的年产量超过230万公斤。诸位也可以看看手边带色儿的饮料零食,配料表里是不是有诱惑红。
看完论文不由得去逛了个超市,不光有诱惑红还有落日黄呢
虽然单独给小鼠诱惑红,或单独让小鼠过表达IL-23,都不会诱发结肠炎,但当这两样一起出现,小鼠立刻出现了严重的肠道炎症,盲肠和结肠均表现出明显的白细胞浸润、隐窝丢失、上皮损伤和溃疡。
鉴于诱惑红使用得超级广泛,研究者还特意测试了两种含有诱惑红的人类的食物,Kool-Aid和Pedialyte。奇点糕去搜索了一下,这是两种电解质水冲剂,也就是饮料粉。
结果自然,它们同样能够诱导IL-23过表达小鼠的结肠炎。后续的分析还发现,这中间,CD4+T细胞发挥了非常重要的作用,在IL-23驱动下CD4+T表达的IFN-γ是关键。
诱惑红+IL-23,在第56天可以观察到显著的结肠炎病理
其实这个研究结果还有点令人惊奇的,因为诱惑红出现的时间不短了,经过广泛的安全性测试,一直也没有研究发现它存在细胞毒性、致癌性或者诱导基因突变的能力。而人类吃了这么多年诱惑红,也没有发现会导致结肠炎什么的。
研究者脑子里浮现了一个免疫学概念——是不是耐受了?
当研究者尝试替换IL-23和诱惑红出现的顺序,也就是先让小鼠吃诱惑红,再诱导IL-23的表达,此时小鼠就并不会发生结肠炎了。
如果把先吃诱惑红的小鼠的CD4+T移植给IL-23过表达小鼠,那么它们再吃诱惑红也不会发生结肠炎;反之,移植了对照组小鼠的CD4+T细胞的已经吃过诱惑红的小鼠,还是能够在后续的实验中诱发严重结肠炎。
看来,的确是有一个“耐受”的过程。
CD4+T细胞是诱惑红作用的关键
CD4+T细胞表达的诸多细胞因子中,IFN-γ是病理的核心
下一步,就是寻找现象背后的机制了。
既然是“食用”,故事又发生在肠道,很难不让人怀疑肠道微生物在其中也掺和了一脚。果然,在无菌(GF)小鼠中,就不会发生IL-23+诱惑红=结肠炎的现象,可见肠菌真的有作用。
接下来就是想着法儿筛选特定肠菌了。研究者先是通过抗生素大致确定了范围,再用测序寻找比较“活跃”的菌群,最后再与诱惑红代谢有关的肠菌数据库对比,最终确定了两种肠菌,卵形拟杆菌(Bacteroides ovatus)和粪肠球菌(Enterococcus faecalis)是诱惑红“使坏”的关键。
在肠菌的作用下,诱惑红代谢产生的1-氨基-2萘酚-6磺酸钠盐(ANSA-Na)才是更直接的搞怪者。不过ANSA-Na单独作用也不能成事,还是要有肠菌在,这背后又是什么故事,就暂时不知道了。
ANSA-Na是真正的“黑手”
由于ANSA-Na诞生于诱惑红中的偶氮结构,研究者怀疑其他偶氮色素也存在促进结肠炎的作用,于是又测试了另外一种食用色素Yellow 6,即落日黄。结果你们都懂的。非偶氮色素赤藓红(Red 3)和亮蓝(Blue 1)就不会导致IL-23过表达小鼠发生结肠炎。
不过这项研究毕竟是在小鼠中进行的,是否对人类也有同样的机制还不清楚。只能说,自身免疫性疾病可真难搞,免疫可真复杂,以及肠菌管得也太多了……
参考资料:
[1]https://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(21)00181-9#%20
本文作者 | 代丝雨
原标题:《《细胞》子刊:两种常见食用色素或能加重结肠炎!科学家发现诱惑红和落日黄可加重小鼠结肠炎,偶氮染料或促进自身免疫问题丨科学大发现》
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