Бутират влияет на адгезию бактерий к клеткам колоректального эпителия человека LS174T, стимулируя секрецию муцина и сигнальный путь MAPK

Введение и цель: В результате ферментации пищевых волокон в толстой кишке образуются различные короткоцепочечные жирные кислоты. По имеющимся данным, бутират регулирует структурную и функциональную целостность нормальной слизистой оболочки толстой кишки, изменяя экспрессию генов муцинов или количество бокаловидных клеток. Цель исследования — выяснить, влияет ли бутират на секрецию муцина клетками колоректального эпителия человека LS174T и тем самым на адгезию пробиотиков, например штаммов Lactobacillus и Bifidobacterium, а также на последующее подавление патогенных бактерий, таких как E. coli. Кроме того, изучали возможные сигнальные пути, участвующие в регуляции экспрессии генов муцинов под действием бутирата.

Методы: В клетках LS174T, обработанных бутиратом в различных концентрациях, определяли содержание белка муцина и проводили окрашивание по методу ШИК. Оценивали влияние бутирата на адгезию пробиотиков к клеткам LS174T и их конкуренцию со штаммами E. coli. Для оценки экспрессии генов муцинов проводили ПЦР в реальном времени, а для анализа сигнальных путей использовали быстрый 96-луночный планшет TaqMan Array.

Результаты: Бутират дозозависимо повышал содержание белка муцина в клетках LS174T; максимальный эффект наблюдался при концентрации 6 или 9 мМ. Результаты были подтверждены окрашиванием по методу ШИК. Повышение содержания муцина усиливало адгезию пробиотиков и, как следствие, снижало адгезию E. coli. Под действием бутирата также повышалась транскрипция генов MUC3, MUC4 и MUC12, а также экспрессия генов киназ и факторов транскрипции, участвующих в сигнальном пути митоген-активируемых протеинкиназ (MAPK).

Выводы: Полученные результаты показывают, что бутират эффективно регулирует продукцию муцина на уровнях транскрипции и трансляции, изменяя адгезию кишечной микрофлоры. Бутират, возможно, стимулирует сигнальный путь MAPK в клетках кишечника; такая стимуляция положительно связана с защитной функцией кишечника.