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粘蛋白（mucins）是一種能附著糖分子的蛋白質，其位于胃腸道的粘液層中，在抵御細菌感染方面發揮著關鍵角色，并能通過一種未知機制來為友好的腸道細菌提供安全的避風港；盡管粘蛋白的失調會導致慢性疾病和腸道炎癥的發生，但與其相關的機制在很大程度上依然是未知的。為了解決這一知識缺口，近日，一篇發表在國際雜志JCI Insight上題為“N-acetylglucosamine-6-O sulfation on intestinal mucins prevents obesity and intestinal inflammation by regulating gut microbiota”的研究報告中，來自日本千葉大學等機構的科學家們通過研究深入揭示了利用小鼠模型探索O-聚糖的N-乙酰氨基葡萄糖(GlcNAc)-6-O-硫酸化或對粘蛋白中所發現的糖類結構進行化學修飾，是否能幫助抵御機體肥胖和腸道炎癥。

研究人員的初步實驗結果表明，普通或“野生型”小鼠的腸道菌群與缺乏Chst4基因的小鼠在粘蛋白聚糖GlcNAc-6-O-硫酸化之間存在顯著差異，缺乏Chst4基因的小鼠往往會發展為肥胖，且會對實驗性結腸炎（人工誘導的結腸炎）和結腸炎相關的癌癥表現出一定的易感性。隨后的幾個實驗結果揭示了幾項關鍵發現，其中一個主要發現就是，缺乏Chst4基因的小鼠（Chst4–/–小鼠）會表現出糞便中免疫球蛋白A（IgA）水平的降低，IgA是一種機體免疫系統所產生的抗體，其對于保護機體粘膜表面（包括腸道等）抵御外來入侵非常重要，在小鼠糞便中降低IgA的水平或許就表明其機體免疫系統受到了損傷。

當被問及實驗結果時，研究者Hiroto Kawashima教授表示，粘蛋白O聚糖中缺乏GlcNAc-6-O-硫酸化的Chst4–/–小鼠會表現出明顯的體重增加，對葡聚糖硫酸鈉所誘導的結腸炎和結腸炎相關的癌癥的易感性或許會增加，并會伴隨出現T濾泡輔助細胞介導的IgA反應受損所引起的IgA產量的顯著減少。隨后研究人員揭示“共住”和“微生物群移植”（促進細菌在野生型小鼠和Chst4–/–小鼠之間轉移的實驗）是否會緩解所觀察到的體重增加和機體對結腸炎易感性的增加，正如預期的那樣，在Chst4–/–中恢復健康的腸道菌群或能使小鼠免于疾病并能增強機體的免疫系統功能。

揭示腸道聚糖的修飾或與人類肥胖和炎癥發生有關。

圖片來源：JCI Insight (2023). DOI:10.1172/jci.insight.165944

研究者指出，這些研究發現具有重要的生物醫學意義，比如，增強硫酸化作用不僅能緩解機體腸道的炎癥，還能改善上皮組織的“屏障功能”，上皮組織存在于皮膚、胃腸道和呼吸道等，其能通過保護機體內部區室免于外部環境的影響從而來抵御有害物質對機體的損傷。盡管后期進一步的研究是非常必要的，但本文研究結果或許不僅能應用于肥胖和結腸炎，還能應用其它類型的免疫介導的炎性疾病，比如非酒精性脂肪性肝病和非酒精性脂肪性肝炎。

腸道菌群包括多種微生物，包括細菌、病毒、真菌、古細菌、原生動物和其它微生物，以及相關的代謝產物，最近，腸道菌群因在保護機體抵御疾病和障礙發生過程中的關鍵角色而引起了科學家們巨大的研究興趣，目前的研究證實了早期對友好腸道菌群的發現，同時還揭示了迄今為止未知的腸道粘蛋白的調節機制。綜上，總的來講，本文恩研究結果提供了宿主糖基化的重要意義，具體而言，GlcNAc-6-O-硫酸化對腸道粘蛋白的影響，其或許能通過腸道菌群的調節來抵御肥胖和腸道炎癥等人類疾病。