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)性轉錄因子，在屏障組織中的免疫，上皮，內皮和基質(zhì)細胞中廣泛表達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)境變化應答的中心傳感器，以確保宿主和腸道微生物群之間的腸內穩態(tài)¹。

典型AhR訊號已經(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位于細胞質(zhì)中Hsp90:XAP2:p23:Src伴侶蛋白復合物內，當配體結合時(shí)，復合物發(fā)生構象變化并轉移到細胞核中。伴侶蛋白被釋放，AhR和AhR核轉位子（ARNT）異源二聚。在細胞核中，AhR:配體:ARNT三聚體與AhR靶基因上游調節區域的二噁英應答元件（DRE）結合，以控制包括細胞色素P450依賴(lài)性單加氧酶Cyp1a1、AhR 抑制因子（AhRR）和IL-22白細胞介素的轉錄。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信號通路也有被報道過(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?，F在A(yíng)hR已被認知為宿主微生物群落共生的調節因子。一方面，膳食配體激活的AhR幫助塑造腸道細菌組成⁵，另一方面，AhR傳感能夠調節腸道免疫細胞的穩態(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型固有淋巴細胞（ILC3）的發(fā)育和維持，而作為天然免疫系統的ILC3則對應獲得性免疫系統的CD4 T細胞，后者主要產(chǎn)生IL-17和IL-22（對應Th17/22）。AhR信號轉導也是維持產(chǎn)生IL-22的上皮內淋巴細胞（IELs）所必需的， IL-22參與腸上皮細胞（IECs）粘膜創(chuàng )傷愈合和抗微生物肽（AMPs）的產(chǎn)生⁶。腸道內的AhR-IL-22信號通路不但在宿主防御微生物病原體方面起著(zhù)重要作用，而且能提升疾病耐受性以限制有害影響，對于這方面，越來(lái)越多的研究也表明了AhR激活的強度與CD4 T細胞應答的關(guān)系。AhR弱激活支持促炎癥反應（Th17/22），而AhR強激活則促進(jìn)誘導耐受性樹(shù)突狀細胞（DCs）和調節性T細胞（Tregs）^6-8。

AhR參與調節促炎反應和耐受反應的機制可以從多方面解釋?zhuān)饲拔奶徇^(guò)可以導致IL-22產(chǎn)生的典型AhR信號，AhR也通過(guò)非基因組途徑導致至少兩個(gè)抑制性效果。研究發(fā)現與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轉錄因子誘導DCs中抑制性細胞因子TGF-β（transforminggrowth factor）的轉錄，達到抑制小鼠對LPS的過(guò)度應答⁹。此外， IDO1對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。在巨噬細胞中，AhR另一個(gè)抑制作用是在LPS誘導下，AhR協(xié)同Src激酶和STAT3信號通路產(chǎn)生抗炎細胞因子IL-10。值得留意的是，TLR4對LPS的識別可促進(jìn)巨噬細胞中AhR的表達，但目前尚不清楚在其他模式識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-免疫細胞失調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，免疫細胞趨向于表達低水平AhR和展現較低的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答抑制的癥狀，包括AhR表達增加，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)節炎患者腸道微生物多樣性和Trp分解代謝較低，與炎癥反應相一致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)病機制有關(guān)³，因此，AhR不僅在腸道內甚至在其他部位都對腸道微生物和宿主體內穩態(tài)起著(zhù)關(guān)鍵作用。AhR通路的調制是一種有吸引力的治療策略，然而，要達到優(yōu)化和應用AhR靶向藥物，我們必須更深入地了解在不同細胞環(huán)境中，以及不同劑量或來(lái)源的配體對AhR分子信號轉導的影響。

*參考文獻請訪(fǎng)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能夠廣泛感知結構上不同的外源性和內源性分子。已被發(fā)現的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激而轉化的吲哚代謝物。 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(mǎn)足您的研究需要。

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

• 功能測試：使用 HepG2-Lucia^TM AhR和HT29-Lucia^TM AhR細胞（見(jiàn)下文）

• AhR激動(dòng)劑

AhR配體有著(zhù)多種不同的結構，并且對小鼠和人AhR的親和力有顯著(zhù)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)源被認為是胃部中硫代葡萄糖苷（十字花科蔬菜中發(fā)現的代謝產(chǎn)物）的轉化，或者由于色氨酸和半胱氨酸之間的縮合反應而產(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?；胚岵3,2-b]咔唑）是一種高效價(jià)AhR配體。在紫外光氧化或H2O2氧化應激作用下由色氨酸轉化而型成^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的競爭配體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。

芳香烴受體報告細胞

InvivoGen提供兩個(gè)AhR報告細胞系，分別改造自人HT29結腸腺癌和HepG2肝癌細胞系。HT29-Lucia?AhR細胞和HepG2-Lucia? AhR細胞有助于研究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AhR的激活反應。最重要的是，我們的AhR報告細胞是人源細胞，并且內源性表達人AhR，這使得它們與人類(lèi)樣本中篩選內源性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細胞和HepG2-Lucia?AhR細胞通過(guò)監測Cyp1a1誘導的Lucia熒光素酶活性提示AhR激活狀況。微粒體細胞色素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)細胞系中，Lucia熒光素酶報告基因都在人Cyp1a1的完整調控序列的控制之下。當配體結合時(shí)，細胞質(zhì)AhR發(fā)生構象改變，跨膜進(jìn)入細胞核，并與ARNT結合，以結合Cyp1a1調節序列中的二惡英反應元件（DRE）。 AhR的激活可以通過(guò)QUANTI-Luc?測定細胞培養上清中分泌的熒光素酶活性來(lái)評估。HT29-Lucia? AhR細胞和 HepG2-Lucia? AhR細胞對Zeocin?具有抗性。兩種細胞系都用TCDD、FICZ、ITE和L-KynureninePlus（L-型犬尿氨酸的制備物）進(jìn)行了功能測試。

腸道微生物群研究相關(guān)細胞系

利用模式識別受體（PRR）檢測病原體是啟動(dòng)先天免疫應答的關(guān)鍵。此外，PRR使許多不同的共生細菌、真菌和病毒能夠對腸道粘膜進(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）和細胞內核苷酸寡聚化結構域（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報告細胞系以及其激動(dòng)劑以滿(mǎn)足您的研究需要。HEK-Blue?報告細胞系是一系列從人胚胎腎細胞（HEK293）衍生的細胞系，其設計用于通過(guò)監測NF-κB的活化來(lái)研究各種PRR信號通路。HEK-Blue?細胞被轉染并過(guò)表達目標PRR基因，此外，HEKBlue?被轉染分泌性胚胎堿性磷酸酶（SEAP）報告基因，由融合了五個(gè)NF-κB和AP-1結合位點(diǎn)的最小啟動(dòng)子調控。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SEAP的產(chǎn)生。使用InvivoGen的QUANTI-Blue?溶液則能夠輕易檢測SEAP的水平。

更多信息請訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)站：www.invivogen.com/reporter-cells

*參考文獻請訪(fǎng)問(wèn)：https://www.invivogen.com/ahr-gutmicrobiota-immunity-review

QUANTI-Blue?溶液—用于 SEAP 檢測的液體制劑

1. 易于制備: 簡(jiǎn)單混合兩種試劑即可

2. 提供方便: 可直接加入細胞培養

3. 適應性: 用于高通量篩選（HTS）

InvivoGen的液體新制劑QUANTI-Blue?通過(guò)觀(guān)察培養基從粉色到紫色/藍色的簡(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方案。重點(diǎn)是，使用QUANTI-Blue?溶液與粉末檢測結果相同，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皿中的細胞中，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報告細胞系。

隨著(zhù)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別受體（PRRs）激動(dòng)劑和拮抗劑，PRRs報告基因細胞以及天然免疫信號通路的誘導劑和抑制劑；也提供細胞培養相關(guān)試劑，如抗支原體、細菌、真菌污染的抗生素以及基因篩選抗生素等。