InvivoGen綜述：芳香烴受體(AhR)在腸道微生物群和免疫中的關(guān)鍵作用

芳香烴受體（AhR）是一種配體依賴(lài)性轉(zhuǎn)錄因子，在屏障組織中的免疫，上皮，內(nèi)皮和基質(zhì)細(xì)胞中廣泛表達(dá)¹。過(guò)去的研究集中關(guān)注AhR跟二噁英等化學(xué)污染物的關(guān)系，但最新研究表明AhR是參與更廣泛環(huán)境變化應(yīng)答的中心傳感器，以確保宿主和腸道微生物群之間的腸內(nèi)穩(wěn)態(tài)¹。

典型AhR訊號(hào)已經(jīng)被廣泛綜述過(guò)¹。簡(jiǎn)而言之，在沒(méi)有配體的情況下，AhR位于細(xì)胞質(zhì)中Hsp90:XAP2:p23:Src伴侶蛋白復(fù)合物內(nèi)，當(dāng)配體結(jié)合時(shí)，復(fù)合物發(fā)生構(gòu)象變化并轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核中。伴侶蛋白被釋放，AhR和AhR核轉(zhuǎn)位子（ARNT）異源二聚。在細(xì)胞核中，AhR:配體:ARNT三聚體與AhR靶基因上游調(diào)節(jié)區(qū)域的二噁英應(yīng)答元件（DRE）結(jié)合，以控制包括細(xì)胞色素P450依賴(lài)性單加氧酶Cyp1a1、AhR 抑制因子（AhRR）和IL-22白細(xì)胞介素的轉(zhuǎn)錄。值得注意的是，無(wú)輪是在基因組水平上通過(guò)與其他轉(zhuǎn)錄因子（例如NF-κB）相關(guān)聯(lián)，還是在非基因組水平上（例如通過(guò)釋放Src激酶），非典型AhR信號(hào)通路也有被報(bào)道過(guò)^2,3。

除了像2,3,7,8-四氯雙苯環(huán)二噁英（TCDD）的環(huán)境中的異質(zhì)物，多種膳食來(lái)源的AhR配體也已經(jīng)被鑒定出，而其中許多是色氨酸（Trp）氨基酸代謝的副產(chǎn)物⁴。現(xiàn)在AhR已被認(rèn)知為宿主微生物群落共生的調(diào)節(jié)因子。一方面，膳食配體激活的AhR幫助塑造腸道細(xì)菌組成⁵，另一方面，AhR傳感能夠調(diào)節(jié)腸道免疫細(xì)胞的穩(wěn)態(tài)和功能⁶。

腸道微生物群的色氨酸代謝會(huì)產(chǎn)生AhR激動(dòng)劑，以支持腸道里3型固有淋巴細(xì)胞（ILC3）的發(fā)育和維持，而作為天然免疫系統(tǒng)的ILC3則對(duì)應(yīng)獲得性免疫系統(tǒng)的CD4 T細(xì)胞，后者主要產(chǎn)生IL-17和IL-22（對(duì)應(yīng)Th17/22）。AhR信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)也是維持產(chǎn)生IL-22的上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞（IELs）所必需的， IL-22參與腸上皮細(xì)胞（IECs）粘膜創(chuàng)傷愈合和抗微生物肽（AMPs）的產(chǎn)生⁶。腸道內(nèi)的AhR-IL-22信號(hào)通路不但在宿主防御微生物病原體方面起著重要作用，而且能提升疾病耐受性以限制有害影響，對(duì)于這方面，越來(lái)越多的研究也表明了AhR激活的強(qiáng)度與CD4 T細(xì)胞應(yīng)答的關(guān)系。AhR弱激活支持促炎癥反應(yīng)（Th17/22），而AhR強(qiáng)激活則促進(jìn)誘導(dǎo)耐受性樹(shù)突狀細(xì)胞（DCs）和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Tregs）^6-8。

AhR參與調(diào)節(jié)促炎反應(yīng)和耐受反應(yīng)的機(jī)制可以從多方面解釋?zhuān)饲拔奶徇^(guò)可以導(dǎo)致IL-22產(chǎn)生的典型AhR信號(hào)，AhR也通過(guò)非基因組途徑導(dǎo)致至少兩個(gè)抑制性效果。研究發(fā)現(xiàn)與AhR相關(guān)的Src激酶能夠磷酸化吲哚胺2，3-雙加氧酶（IDO1），進(jìn)而激活NF-κB轉(zhuǎn)錄因子誘導(dǎo)DCs中抑制性細(xì)胞因子TGF-β（transforminggrowth factor）的轉(zhuǎn)錄，達(dá)到抑制小鼠對(duì)LPS的過(guò)度應(yīng)答⁹。此外， IDO1對(duì)Trp的降解提供了例如L-型犬尿氨酸（L-Kynurenine）的AhR激動(dòng)劑，提示了這通路與Treg的產(chǎn)生有關(guān)⁹。在巨噬細(xì)胞中，AhR另一個(gè)抑制作用是在LPS誘導(dǎo)下，AhR協(xié)同Src激酶和STAT3信號(hào)通路產(chǎn)生抗炎細(xì)胞因子IL-10。值得留意的是，TLR4對(duì)LPS的識(shí)別可促進(jìn)巨噬細(xì)胞中AhR的表達(dá)，但目前尚不清楚在其他模式識(shí)別受體配體刺激的情況下是否也是如此¹⁰。

雖然目前尚不清楚失衡是原因還是后果，但是可以確定的是腸道微生物-免疫細(xì)胞失調(diào)與一系列的疾病有關(guān)。在炎癥性腸病中，由于腸道微生物衍生的AhR配體濃度降低，免疫細(xì)胞趨向于表達(dá)低水平AhR和展現(xiàn)較低的AhR活性^2,11，另一方面，大腸癌患者顯示出腸道微生物群改變和支持免疫應(yīng)答抑制的癥狀，包括AhR表達(dá)增加，慢性IDO1激活，腫瘤微環(huán)境中Trp濃度降低¹¹；相反，有腸道癥狀的脊椎關(guān)節(jié)炎患者腸道微生物多樣性和Trp分解代謝較低，與炎癥反應(yīng)相一致¹¹。此外，研究也指出循環(huán)微生物分解代謝物之中，Trp代謝物濃度的降低與多發(fā)性硬化的發(fā)病機(jī)制有關(guān)³，因此，AhR不僅在腸道內(nèi)甚至在其他部位都對(duì)腸道微生物和宿主體內(nèi)穩(wěn)態(tài)起著關(guān)鍵作用。AhR通路的調(diào)制是一種有吸引力的治療策略，然而，要達(dá)到優(yōu)化和應(yīng)用AhR靶向藥物，我們必須更深入地了解在不同細(xì)胞環(huán)境中，以及不同劑量或來(lái)源的配體對(duì)AhR分子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的影響。

*參考文獻(xiàn)請(qǐng)?jiān)L問(wèn)：https://www.invivogen.com/ahr-gutmicrobiota-immunity-review

InvivoGen提供芳烴受體（AhR）系列研究產(chǎn)品

AhR配體產(chǎn)品——激動(dòng)劑和抑制劑

AhR能夠廣泛感知結(jié)構(gòu)上不同的外源性和內(nèi)源性分子。已被發(fā)現(xiàn)的AhR激動(dòng)劑包括產(chǎn)生于外界環(huán)境中的外源化合物，如污染物；以及在胃和腸道中和其他器官中，由于光氧化或氧化應(yīng)激而轉(zhuǎn)化的吲哚代謝物。 InvivoGen提供多種膳食來(lái)源的AhR配體及其合成的AhR拮抗劑，以滿足您的研究需要。

• 高質(zhì)量: 純度>95%，無(wú)菌過(guò)濾，確認(rèn)無(wú)細(xì)菌污染

• 功能測(cè)試：使用 HepG2-Lucia^TM AhR和HT29-Lucia^TM AhR細(xì)胞（見(jiàn)下文）

• AhR激動(dòng)劑

AhR配體有著多種不同的結(jié)構(gòu)，并且對(duì)小鼠和人AhR的親和力有顯著差異¹。原型高親和力AhR激動(dòng)劑，外源化合物 2,3,7,8-四氯雙苯環(huán)二噁英（TCDD）對(duì)小鼠 AhR 的親和力比人AhR高10倍；相反，可能由于進(jìn)化過(guò)程，膳食衍生的吲哚代謝物對(duì)人類(lèi)AhR具有更好的親和力^1,2。

1. ITE 2-(1′H-吲哚-3 ′-羰基)-噻唑-4-羧酸甲酯（ITE）是一種基于吲哚的AhR配體，來(lái)源被認(rèn)為是胃部中硫代葡萄糖苷（十字花科蔬菜中發(fā)現(xiàn)的代謝產(chǎn)物）的轉(zhuǎn)化，或者由于色氨酸和半胱氨酸之間的縮合反應(yīng)而產(chǎn)生的^1,3。

2. L-Kynurenine Plus L-Kynurenine Plus是L-型犬尿氨酸（L-Kynurenine）的制備物，而 L-Kynurenine 則是色氨酸通過(guò)細(xì)胞中的犬尿氨酸代謝途徑上產(chǎn)生的化合物（占色氨酸代謝的90%以上）^2,3。

3. FICZ（6-甲酰基吲哚并[3,2-b]咔唑）是一種高效價(jià)AhR配體。在紫外光氧化或H2O2氧化應(yīng)激作用下由色氨酸轉(zhuǎn)化而型成^2,3。

• AhR抑制劑——CH-223191

CH-223191（2-甲基-2H-吡唑-3-羧酸）是AhR的合成拮抗劑，最初被描述為T(mén)CDD的競(jìng)爭(zhēng)配體¹。有趣的是，比起多環(huán)芳香烴和非鹵代芳香烴如FICZ和ITE，CH-223191更能有效抑制鹵代芳香烴如TCDD，說(shuō)明其具有配體選擇性拮抗作用²。

芳香烴受體報(bào)告細(xì)胞

InvivoGen提供兩個(gè)AhR報(bào)告細(xì)胞系，分別改造自人HT29結(jié)腸腺癌和HepG2肝癌細(xì)胞系。HT29-Lucia?AhR細(xì)胞和HepG2-Lucia? AhR細(xì)胞有助于研究AhR激活作用，可以幫助了解多種激動(dòng)劑如外源物質(zhì)和飲食衍生的吲哚產(chǎn)物對(duì)AhR的激活反應(yīng)。最重要的是，我們的AhR報(bào)告細(xì)胞是人源細(xì)胞，并且內(nèi)源性表達(dá)人AhR，這使得它們與人類(lèi)樣本中篩選內(nèi)源性AhR激動(dòng)劑高度相關(guān)。

1. HT29-Lucia^TM AhR Cells

2. HepG2-Lucia^TM AhR Cells

HT29-Lucia?AhR細(xì)胞和HepG2-Lucia?AhR細(xì)胞通過(guò)監(jiān)測(cè)Cyp1a1誘導(dǎo)的Lucia熒光素酶活性提示AhR激活狀況。微粒體細(xì)胞色素P450依賴(lài)性單氧化酶Cyp1a1基因是重要的AhR靶基因，在這兩個(gè)細(xì)胞系中，Lucia熒光素酶報(bào)告基因都在人Cyp1a1的完整調(diào)控序列的控制之下。當(dāng)配體結(jié)合時(shí)，細(xì)胞質(zhì)AhR發(fā)生構(gòu)象改變，跨膜進(jìn)入細(xì)胞核，并與ARNT結(jié)合，以結(jié)合Cyp1a1調(diào)節(jié)序列中的二惡英反應(yīng)元件（DRE）。 AhR的激活可以通過(guò)QUANTI-Luc?測(cè)定細(xì)胞培養(yǎng)上清中分泌的熒光素酶活性來(lái)評(píng)估。HT29-Lucia? AhR細(xì)胞和 HepG2-Lucia? AhR細(xì)胞對(duì)Zeocin?具有抗性。兩種細(xì)胞系都用TCDD、FICZ、ITE和L-KynureninePlus（L-型犬尿氨酸的制備物）進(jìn)行了功能測(cè)試。

腸道微生物群研究相關(guān)細(xì)胞系

利用模式識(shí)別受體（PRR）檢測(cè)病原體是啟動(dòng)先天免疫應(yīng)答的關(guān)鍵。此外，PRR使許多不同的共生細(xì)菌、真菌和病毒能夠?qū)δc道粘膜進(jìn)行微生物定植。研究最為透徹的PRR是Toll樣受體（TLR）、C型凝集素受體（CLR）和細(xì)胞內(nèi)核苷酸寡聚化結(jié)構(gòu)域（NOD）樣受體（NLR）^1,2。

1. TLR Reporter Cells

2. NOD1/2 Reporter Cells

3. Dectn-1a/b Reporter Cells

InvivoGen提供大量人和鼠PRR報(bào)告細(xì)胞系以及其激動(dòng)劑以滿足您的研究需要。HEK-Blue?報(bào)告細(xì)胞系是一系列從人胚胎腎細(xì)胞（HEK293）衍生的細(xì)胞系，其設(shè)計(jì)用于通過(guò)監(jiān)測(cè)NF-κB的活化來(lái)研究各種PRR信號(hào)通路。HEK-Blue?細(xì)胞被轉(zhuǎn)染并過(guò)表達(dá)目標(biāo)PRR基因，此外，HEKBlue?被轉(zhuǎn)染分泌性胚胎堿性磷酸酶（SEAP）報(bào)告基因，由融合了五個(gè)NF-κB和AP-1結(jié)合位點(diǎn)的最小啟動(dòng)子調(diào)控。PRR配體如二?；鞍缀腿；鞍祝ǚ謩e為T(mén)LR2/TLR6、TLR2/TLR1）、胞漿肽聚糖（NOD1/2）或β-葡聚糖（Dectin-1a/b）刺激均可激活NF-κB和AP-1，誘導(dǎo)SEAP的產(chǎn)生。使用InvivoGen的QUANTI-Blue?溶液則能夠輕易檢測(cè)SEAP的水平。

更多信息請(qǐng)?jiān)L問(wèn)網(wǎng)站：www.invivogen.com/reporter-cells

*參考文獻(xiàn)請(qǐng)?jiān)L問(wèn)：https://www.invivogen.com/ahr-gutmicrobiota-immunity-review

QUANTI-Blue?溶液—用于 SEAP 檢測(cè)的液體制劑

1. 易于制備: 簡(jiǎn)單混合兩種試劑即可

2. 提供方便: 可直接加入細(xì)胞培養(yǎng)

3. 適應(yīng)性: 用于高通量篩選（HTS）

InvivoGen的液體新制劑QUANTI-Blue?通過(guò)觀察培養(yǎng)基從粉色到紫色/藍(lán)色的簡(jiǎn)單顏色變化，提供了分泌性胚胎堿性磷酸酶（SEAP）的高靈敏度和快速檢測(cè)方案。重點(diǎn)是，使用QUANTI-Blue?溶液與粉末檢測(cè)結(jié)果相同，但溶液更易于使用；我們提供了高濃度的QUANTI-Blue?液體制劑（100X），因此可以適應(yīng)您各種需要，而且為了迎合不同樣本大小，優(yōu)化工作濃度在1X~10X之間；此外，它可以直接添加到培養(yǎng)皿中的細(xì)胞中，使其成為適合高通量篩選的理想產(chǎn)品。

QUANTI-Blue?溶液可用于其他InvivoGen 的SEAP報(bào)告細(xì)胞系。

隨著天然免疫研究熱點(diǎn)的興起，InvivoGen于2000年開(kāi)始致力于天然免疫相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)，并成為全世界最優(yōu)質(zhì)、最專(zhuān)業(yè)的天然免疫相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)商。InvivoGen為天然免疫研究提供一整套研究方案，包括不斷更新的模式識(shí)別受體（PRRs）激動(dòng)劑和拮抗劑，PRRs報(bào)告基因細(xì)胞以及天然免疫信號(hào)通路的誘導(dǎo)劑和抑制劑；也提供細(xì)胞培養(yǎng)相關(guān)試劑，如抗支原體、細(xì)菌、真菌污染的抗生素以及基因篩選抗生素等。