文章来源：【公众号】自闭症医学进展；ID号：woniubbhealth
《Mucus barrier, mucins and gut microbiota: the expected slimy partners? 》是比利时布鲁塞尔鲁汶天主教大学PaolaPaone，PatriceDCani等于2020年发表在Gut杂志上的综述。
胃肠道通常被认为是消化食物并为身体提供营养以进行适当维护的关键器官，而覆盖在肠上皮的黏液层对整个胃肠道的黏膜完整性和维持健康至关重要。黏液层由90%-95%水、电解质、1%-2%脂质以及蛋白质组成，其中，黏蛋白是维持黏液层结构和功能的主要成分，浓度约为1%-5%。
肠道黏液层由两类糖基化的黏蛋白组成，可分为跨膜黏蛋白和凝胶形成黏蛋白。
跨膜黏蛋白在肠上皮细胞的细胞膜上合成并附着在其上，覆盖其顶端表面，它们的特征在于N端细胞外结构域，存在一个或多个黏蛋白结构域、跨膜结构域和C端细胞质尾，其磷酸化位点可参与细胞内信号转导。其合成过程为：在PTS序列（脯氨酸-苏氨酸-丝氨酸）中，在N-乙酰葡萄糖胺（GlcNAc）肽基转移酶的作用下，在丝氨酸和苏氨酸上加上第一个糖基，也就是GlcNAc；随后进行O-糖链的分支和延长，如加入GlcNAc、N-乙酰半乳糖胺（GalNAc）、N-乙酰神经氨酸(NeuAc)、半乳糖、硫酸盐基团等。
凝胶形成黏蛋白（具有凝胶状特性）是由杯状细胞分泌和合成的，主要分布在小肠隐窝处，也有分布在小肠微绒毛和大肠结肠中。凝胶形成蛋白的合成和分泌的过程为（以MUC2为例）：在内质网中，MUC2由单聚体合成为二聚体；而后，在高尔基体中进行O-糖基连接，再转运至反面高尔基体网，形成三聚体包裹在囊泡中；在PH升高，Ca2+降低，HCO3-增加的条件下，囊性纤维化跨膜电导调节器(CFTR)通道将允许囊泡从高尔基体分泌与杯状细胞膜融合，最后黏蛋白分泌，且通过扩大100-1000倍的体积并与水结合使其形成网状结构。
黏液层分为内层和外层，内层粘液层是由MUC2粘蛋白连续构成的，且锚定于杯状细胞，与上皮细胞相连，由于其组织为平板状，因此呈分层状，一层一层放置在另一层之下，形成层状内部粘液层。在距上皮一定距离处（小鼠约为50μm，人类约为200μm），内黏液被内源蛋白酶转化为外黏液层，形成了将两者分开的清晰边界。同时，体积扩大四倍，保持网状结构并避免由于二硫键而导致粘液凝胶溶解，形成外层黏液层；与内部粘液层相比，外部粘液层是未附着的（也称为“松散”粘液），因此易于吸液，易溶于离液盐氯化胍盐中，并且外部边界不太明确。此外，它具有较大的毛孔，因此可渗透直径最大为0.5μm的细菌，是共生细菌的栖息地。
肠黏液层在抵抗机械，化学和生物侵袭的肠道保护中起主要作用，并有助于维持肠道的动态平衡。它会形成一层覆盖肠细胞的外衣，保护它们免受外部和有毒物质，消化酶和细菌的接触。黏液是先天性粘膜肠屏障的一部分，它参与减少抗原暴露和细菌进入肠细胞底层免疫系统的活动，因此是针对可能有害化合物的免疫防御的第一道防线。
研究人员发现，尽管小鼠具有相同的遗传背景，但在不同的房间饲养它们或肠道菌群的组成不同，肠道黏液特性也有一些差异。研究人员还发现，一个菌落的结肠黏液层可被细菌或具有细菌大小的珠子穿透，而另一菌落则相反，如在人类和小鼠中所观察到的那样，肠道菌群的组成发生了从粘膜到腔/粪便侧的变化。而杯状细胞与肠道细胞的比例沿着肠道增加，这也可能与肠道微生物沿着肠道的增加有关系。
黏蛋白糖基化概况能够影响与黏液相关的细菌的组成，选择特定的物种，并且粘蛋白O聚糖促进宿主微生物的体内稳态，跨膜粘蛋白和凝胶形成黏蛋白都提供与微生物的聚糖结合成分的相互作用和附着位点，而菌群的某些成分以及炎性因子则可以调节黏蛋白的产生和降解。
近年来，一些食品添加剂（例如乳化剂）已显示出会导致肠道微生物群组成发生变化，从而导致黏液层受损。特别地，这些改变与黏液层厚度的减少和肠道通透性的增加有关，引起保护性黏液屏障的侵蚀并增加了细菌对上皮的粘附。益生菌和微生物产品可能会影响黏液屏障，或有助于增加黏蛋白基因的表达。
参考文献：Paone P, Cani PD. Mucus barrier, mucins and gut microbiota: the expected slimy partners? Gut. 2020 Sep 11:gutjnl-2020-322260. doi: 10.1136/gutjnl-2020-322260. Epub ahead of print. PMID: 32917747.
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