Lacticaseibacillus rhamnosus HN001 усиливает барьерную функцию кишечника и защищает гематоэнцефалический барьер от воспалительного повреждения in vitro

Целостность кишечного эпителиального и гематоэнцефалического барьеров критически важна для поддержания гомеостаза по оси «кишечник — мозг»: эти барьеры регулируют поступление воспалительных медиаторов в системный кровоток и их проникновение в мозг. Нарушение барьерной функции может приводить к нейровоспалению, связанному с изменениями настроения. В клинических и доклинических исследованиях HN001 связывали с улучшением настроения, однако механизмы этого эффекта неясны. В настоящем исследовании оценивали, усиливает ли HN001 функцию кишечного и гематоэнцефалического барьеров в двухэтапной модели оси «кишечник — мозг». Дифференцированные монослои эпителия Caco-2 совместно культивировали с HN001 (этап 1, кишечный эпителиальный барьер), после чего кондиционированную базальную среду из этой системы добавляли к монослоям эндотелиальных клеток hCMEC/D3 (этап 2, гематоэнцефалический барьер). HN001 повышал трансэпителиальное электрическое сопротивление монослоев Caco-2 как в аэробных условиях, так и при анаэробных условиях со стороны апикальной поверхности. Это сопровождалось изменением экспрессии генов, участвующих в регуляции плотных контактов: повышалась экспрессия OCLN и герметизирующих клаудинов, а экспрессия порообразующего клаудина CLDN2 снижалась. Кондиционированная базальная среда, собранная из монослоев кишечного эпителия Caco-2 после воздействия HN001, повышала сопротивление барьера в монослоях эндотелиальных клеток мозга hCMEC/D3 и ослабляла вызванное IL-1β нарушение барьерной функции. Защитный эффект не сопровождался изменением секреции IL-6, IL-8, MCP-1, TNF-α или IL-1β в ответ на стимуляцию IL-1β. Это указывает на то, что сигналы, обусловленные HN001, регулируют функцию гематоэнцефалического барьера независимо от исследованных цитокинов. В совокупности результаты показывают, что HN001 поддерживает целостность кишечного и гематоэнцефалического барьеров в рамках оси «кишечник — мозг». Регулируя эти барьеры, HN001 может снижать восприимчивость к нейровоспалению; это может объяснять ранее описанные психобиотические эффекты штамма.