腸道是人體消化和吸收營養(yǎng)物質(zhì)的主要場所，也是機體最大的免疫器官。腸道屏障功能障礙被認為是導(dǎo)致多種病理生理狀況產(chǎn)生的關(guān)鍵因素。通過增強腸道細胞間緊密連接，可誘導(dǎo)腸黏液、抗菌蛋白和免疫細胞的產(chǎn)生，并改善腸道微生態(tài)能修復(fù)受損的腸道屏障。

乳鐵蛋白是一種安全有效的天然活性蛋白質(zhì)，能夠促進胃腸道發(fā)育，與刷狀邊緣受體結(jié)合后被腸細胞和隱窩細胞攝取，進而轉(zhuǎn)運到血液中發(fā)揮其生理活性，通過調(diào)節(jié)機體代謝和腸道微生物群落結(jié)構(gòu)有效改善腸道屏障損傷，在食品營養(yǎng)強化和疾病預(yù)防方面起著重要作用，有較強應(yīng)用價值。

中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院的李懿、任鑫鑫、賀曉云*等對乳鐵蛋白在修復(fù)腸道屏障和抵御腸道炎癥方面的重要作用進行綜述 ，以期為開發(fā)干預(yù)腸道性疾病的臨床應(yīng)用策略提供理論依據(jù)。

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腸道屏障功能

健康完整的腸道屏障可分為機械屏障、化學(xué)屏障、生物屏障和免疫屏障，包括腸上皮細胞、細胞間緊密連接、黏液層、微生物群落和免疫細胞。腸道屏障是機體和環(huán)境之間進行物質(zhì)吸收和交換的媒介，作為重要的保護防御系統(tǒng)具有嚴格的調(diào)節(jié)機制，各部分相互作用對于維持腸道內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定至關(guān)重要。

腸道機械屏障由完整的上皮細胞和細胞間緊密連接組成，腸上皮細胞可歸為吸收型和分泌型兩大類，包括吸收上皮細胞、杯狀細胞、潘氏細胞、腸內(nèi)分泌細胞、M細胞和簇狀細胞。吸收上皮細胞占分化細胞的80%～90%，其微絨毛結(jié)構(gòu)能擴大吸收面積有效參與體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)吸收轉(zhuǎn)運。杯狀細胞分泌由黏蛋白和黏多糖組成的凝膠狀黏液，建立腸黏膜上皮屏障。潘氏細胞分泌抗菌肽參與介導(dǎo)黏膜免疫過程。腸內(nèi)分泌細胞分泌多種肽類激素如促胰液素、瘦素和胃饑餓素等調(diào)節(jié)消化過程，感應(yīng)微生物代謝產(chǎn)物變化，識別病原體相關(guān)分子調(diào)控腸黏膜免疫。簇狀細胞占分化細胞的0.4%，是腸道中白細胞介素（interleukin，IL）-25的唯一來源，在抵御寄生蟲感染過程中起著重要作用。緊密連接通常位于頂端相鄰上皮細胞間，相鄰質(zhì)膜幾乎融合并緊緊貼合，封閉細胞間隙，限制分子的自由擴散，該結(jié)構(gòu)主要由閉合蛋白（Occludin）、密封蛋白（Claudin）、連接黏附分子（JAM）和閉鎖小帶（ZOs）組成。

腸道化學(xué)屏障由消化液、腸黏膜上皮分泌的黏液及腸上皮細胞產(chǎn)生的抑菌物質(zhì)組成。胃腸道分泌的胃酸、腸液、溶菌酶、消化酶和膽汁等化學(xué)物質(zhì)能夠有效抑制病原體在腸道內(nèi)的定植，膽鹽與腸腔中的內(nèi)毒素結(jié)合形成難以吸收的復(fù)合物，使內(nèi)毒素失活，降低體內(nèi)炎性反應(yīng)。溶菌酶破壞細菌細胞壁的肽聚糖結(jié)構(gòu)，同時能夠促進黏蛋白分泌，幫助形成致密的黏液層。黏液層主要由黏蛋白、水、免疫分子和抗菌肽組成，黏蛋白是其關(guān)鍵組成部分，主要由杯狀細胞分泌，可分為廣泛表達于腸道的分泌型黏蛋白和覆蓋于腸細胞表面的膜結(jié)合型黏蛋白，是抵御微生物侵入的第一道防線。潘氏細胞分泌多種抗菌肽，包括

-防御素（

-DF）、

-防御素（

-DF）和C型凝集素（CTLs），抑制外源病菌侵襲，維持腸道穩(wěn)態(tài)。共生菌群和病原體被阻攔在低密度黏液外層中，不斷更新的黏液能動態(tài)清除已結(jié)合的細菌，同時為分泌型免疫球蛋白A（SIgA）提供結(jié)合位點，維持抗菌效應(yīng)。

腸相關(guān)淋巴組織、腸系膜淋巴結(jié)和漿細胞產(chǎn)生的分泌型抗體等構(gòu)成腸免疫屏障，通過細胞免疫和體液免疫維持機體穩(wěn)態(tài)。腸上皮內(nèi)淋巴細胞和固有層淋巴細胞是腸道主要免疫細胞，通過產(chǎn)生多樣細胞因子刺激免疫反應(yīng)。樹突狀細胞作為抗原呈遞細胞，通過激活T細胞介導(dǎo)先天免疫和適應(yīng)性免疫。腸道巨噬細胞是固有層內(nèi)最大的免疫細胞群，在結(jié)腸組織中廣泛分布，腸穩(wěn)態(tài)時能促進凋亡細胞清除和組織修復(fù)，并為腸道干細胞提供信號以幫助產(chǎn)生杯狀細胞、潘氏細胞和腸上皮細胞，而腸失衡時會破壞腸道完整。腸道T細胞廣泛分布于派氏結(jié)、腸固有層和上皮組織，根據(jù)表面受體的不同分為αβT細胞和γδT細胞兩個亞群，γδT可釋放干擾素γ（IFN-γ），刺激巨噬細胞產(chǎn)生IL-15參與免疫反應(yīng)。在樹突細胞的作用下，初始T細胞可分化為調(diào)節(jié)性T細胞（Tregs）和輔助性T細胞（Th），二者的平衡對腸道炎癥反應(yīng)起著重要作用。B細胞主要釋放SIgA，中和細菌毒素并刺激腸黏液分泌，作為腸道免疫的第一道防線能夠有效阻礙病原體對腸黏膜和腸上皮細胞的黏附。

腸道微生物群落構(gòu)成生物屏障，參與吸收營養(yǎng)物質(zhì)，降解食物殘渣，促進腸道發(fā)育，穩(wěn)定狀態(tài)下與機體保持共生關(guān)系，促進保護性腸道免疫應(yīng)答。超過99%的腸道細菌屬于厚壁菌門、擬桿菌門、變形菌門和放線菌門，炎癥反應(yīng)導(dǎo)致腸黏膜變薄，腸道內(nèi)氧氣梯度水平發(fā)生變化，共生細菌多樣性改變，厚壁菌、雙歧桿菌、乳酸桿菌、擬桿菌等有益菌比例降低，而變形桿菌、大腸桿菌和梭桿菌等致病性細菌顯著增加。腸道失衡條件下，黏液降解細菌增加，促使腸上皮細胞暴露，伴隨著短鏈脂肪酸細菌豐度減少，不能調(diào)節(jié)杯狀細胞分化和黏蛋白糖基化，緊密連接被破壞。微生物群在免疫系統(tǒng)成熟過程中起著重要作用，影響中性粒細胞遷移和活性以及T細胞分化。雙歧桿菌能夠刺激細胞因子分泌，促進淋巴細胞成熟增殖，誘導(dǎo)樹突狀細胞成熟，增加腸道免疫球蛋白（Ig）A的分泌。普拉梭菌能刺激免疫細胞分泌IL-10和IFN-γ發(fā)揮抗炎作用，恢復(fù)腸道菌群多樣性，緩解腸道炎癥，促進樹突狀細胞分化、Tregs分化和上調(diào)丁酸表達維持免疫平衡。

2

乳鐵蛋白概述

2.1 乳鐵蛋白的分布

乳鐵蛋白是一種非血紅素鐵結(jié)合糖蛋白，其分子質(zhì)量約為80 kDa，由700 個氨基酸組成，在物種間具有較高同源性。乳鐵蛋白最初在1939年分離乳清蛋白時被發(fā)現(xiàn)，并于1960年從牛乳和人乳中分離得到純化物質(zhì)。由于乳鐵蛋白能夠螯合鐵離子，并與血清轉(zhuǎn)鐵蛋白序列有60%相似性，因此被歸為轉(zhuǎn)鐵蛋白家族成員。乳鐵蛋白主要存在于哺乳動物乳汁中，也由黏膜上皮細胞合成并分泌，廣泛分布在眼淚、唾液、胃腸液和其他體液中。此外，已在某些多形核白細胞（如中性粒細胞）的黏膜表面和次級顆粒中也發(fā)現(xiàn)了乳鐵蛋白，中性粒細胞在感染時通過脫顆粒作用釋放乳鐵蛋白，這一免疫反應(yīng)有助于乳鐵蛋白參與到抗菌過程中。

乳產(chǎn)品是乳鐵蛋白的重要來源，腺體上皮細胞從乳腺表達和分泌乳鐵蛋白。乳鐵蛋白序列在物種間較保守，具有較高相似性，以常見物種為例，人源與牛源、馬源和山羊乳鐵蛋白序列分別約有70%、75%和71%同一性（圖1），但其在乳中的含量因物種泌乳期、健康狀況和品類差異而不同。乳鐵蛋白在人初乳中質(zhì)量濃度最高，約為7 g/L，在成熟乳中約1 g/L。牛初乳中的乳鐵蛋白質(zhì)量濃度約為0.8 g/L，而成熟牛乳中僅含0.03～0.49 g/L，占乳清蛋白總量的8.38%。驢乳中乳鐵蛋白質(zhì)量濃度約為0.4 g/L，占乳清蛋白總量的4.48%。羊乳中乳鐵蛋白約占乳清蛋白總量的4.35%，馬乳中乳鐵蛋白約占乳清蛋白總量的9.89%。

2.2 乳鐵蛋白的結(jié)構(gòu)

乳鐵蛋白由一條折疊成兩個對稱葉（N葉和C葉）的簡單多肽鏈組成，其二級結(jié)構(gòu)由

-螺旋和

-折疊交替排列，兩個葉型具有相似的折疊構(gòu)象（同源性33%～41%）。每個葉型由兩個結(jié)構(gòu)域（N1、N2、C1、C2）組成，結(jié)構(gòu)域之間形成的裂縫能夠滿足乳鐵蛋白結(jié)合1 個鐵離子和1 個碳酸根離子，鐵離子與乳鐵蛋白的4 個氨基酸殘基（1 個天冬氨酸、1 個組氨酸和2 個酪氨酸）共價連接。除鐵離子外，乳鐵蛋白也可與鋅離子、錳離子和銅離子結(jié)合。

乳鐵蛋白的雙葉結(jié)構(gòu)可逆地結(jié)合鐵離子，根據(jù)其鐵飽和度可分為鐵飽和度低于5%的缺鐵乳鐵蛋白（Apo-Lf）和鐵飽和度大于85%的鐵飽和乳鐵蛋白（Holo-Lf）。不同的三維構(gòu)象和鐵結(jié)合能力導(dǎo)致其生理活性功能不同，Apo-Lf的N葉開放而C葉封閉，Holo-Lf的雙葉結(jié)構(gòu)均封閉且不結(jié)合金屬離子，故Holo-Lf高度穩(wěn)定，抗蛋白酶水解能力更強，而Apo-Lf具有更高的抗氧化和抗菌活性。

乳鐵蛋白的等電點約為8.7，哺乳動物乳汁的pH值約為6.7，因而乳鐵蛋白在乳中表面帶正電。乳鐵蛋白是轉(zhuǎn)鐵蛋白家族中鐵結(jié)合能力最強的蛋白質(zhì)，pH 3的條件下也能夠可逆地結(jié)合兩個鐵離子，而一般轉(zhuǎn)鐵蛋白僅能維持鐵離子結(jié)合狀態(tài)至pH值約為5.5。其鐵結(jié)合能力能夠保證游離鐵濃度不超過10 -18 mol/L，防止鐵不溶性氫氧化物沉淀形成，有害微生物攝取吸收以及芬頓反應(yīng)中過氧化物負載導(dǎo)致組織、細胞和DNA的損傷。

不同物種來源的乳鐵蛋白具有不同的糖基化位點，人乳鐵蛋白中，糖基化位點主要在第138、479和624位天冬酰胺殘基；牛乳鐵蛋白主要糖基化位點在第233、368、476和545位天冬酰胺殘基。糖基化位點可能影響蛋白的溶解度、免疫原性和抗水解能力，糖殘基與蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的相互作用小，糖基化在乳鐵蛋白功能中的作用尚未完全闡明，大多數(shù)糖基化位點高度暴露在蛋白質(zhì)表面，但為表征蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能之間的關(guān)系提供了新的思路。

2.3 乳鐵蛋白的功能特性

2.3.1 參與機體鐵代謝

鐵是機體所必需的微量礦物質(zhì)營養(yǎng)素，參與DNA合成和細胞生長分化等關(guān)鍵生理過程，鐵元素缺乏會損害哺乳動物發(fā)育，鐵元素過載可能過量產(chǎn)生自由基，而乳鐵蛋白通過結(jié)合、轉(zhuǎn)運和釋放鐵維持機體鐵穩(wěn)態(tài)。

飲食攝入后，鐵元素以三價鐵形態(tài)到達腸腔，被還原為亞鐵離子，隨后通過轉(zhuǎn)運蛋白和載體蛋白進入腸細胞，最后通過腸上皮細胞基底外側(cè)膜的鐵轉(zhuǎn)運蛋白運送出細胞。乳鐵蛋白能與細胞表面受體特異性結(jié)合并通過內(nèi)吞作用進入細胞。當機體缺鐵時，腸細胞表面形成更多的乳鐵蛋白受體，增強鐵的吸收率和利用率。當鐵離子過載時，乳鐵蛋白與轉(zhuǎn)運蛋白作用驅(qū)動鐵離子輸出。

2.3.2 抗菌活性

乳鐵蛋白具有廣譜抑菌性，能夠抑制大腸桿菌、幽門螺旋桿菌等革蘭氏陰性菌，也能抑制金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌等革蘭氏陽性菌。乳鐵蛋白與需鐵細菌競爭結(jié)合鐵離子，剝奪致病菌的生長必需營養(yǎng)物質(zhì)。此外，乳鐵蛋白N端的陽性基團可與革蘭氏陰性菌細胞膜的主要成分脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）相互作用，破壞細菌外膜結(jié)構(gòu)，起到殺菌作用。乳鐵蛋白能明顯抑制半胱氨酸蛋白酶活性，進而抑制金黃色葡萄球菌的生長。

2.3.3 抗氧化活性

氧化應(yīng)激會引發(fā)慢性退行性疾病的發(fā)展，發(fā)炎的組織和細胞產(chǎn)生并釋放大量的活性氧（ROS），ROS的過度累積會導(dǎo)致機體氧化防御系統(tǒng)失衡。過氧化氫在鐵離子作用下生成羥自由基并積累ROS，乳鐵蛋白可以螯合機體內(nèi)鐵離子維持ROS保持穩(wěn)態(tài)水平，改善體內(nèi)鐵代謝、保護神經(jīng)系統(tǒng)和緩解氧化應(yīng)激損傷。

2.3.4 調(diào)節(jié)機體免疫

在淋巴細胞、巨噬細胞和樹突狀細胞中均已發(fā)現(xiàn)乳鐵蛋白受體，乳鐵蛋白能夠誘導(dǎo)巨噬細胞活化，增強其吞噬能力，并促進樹突狀細胞成熟，與不同免疫細胞相互作用能夠影響先天免疫系統(tǒng)。乳鐵蛋白通過與LPS結(jié)合調(diào)節(jié)抑制Toll樣受體（TLR）4信號通路，減弱LPS誘導(dǎo)的腸道損傷。另外，乳鐵蛋白能促進T細胞和B細胞分化為調(diào)節(jié)性T細胞和抗原呈遞細胞，提高機體免疫應(yīng)答。

2.4 乳鐵蛋白的應(yīng)用

2013年實施的GB 14880—2012《食品營養(yǎng)強化劑使用標準》已將乳鐵蛋白列為營養(yǎng)強化劑，允許其添加在嬰兒配方奶粉中。2017年實施的GB 1903.17—2016《食品營養(yǎng)強化劑 乳鐵蛋白》對乳鐵蛋白的純度要求進行了修改，將純度提升至95%。美國食品藥品管理局也將乳鐵蛋白指定為安全的食品添加劑，可作為天然抑菌劑用于食品保鮮。此外，乳鐵蛋白也能添加到動物飼料中強化營養(yǎng)價值，提高動物免疫力。2022年發(fā)布的《乳鐵蛋白臨床應(yīng)用中國專家共識》證實了乳鐵蛋白在降低嬰幼兒呼吸道和胃腸道疾病發(fā)生率、改善貧血狀態(tài)、提高幽門螺旋桿菌根治率及改善老年人免疫功能等方面具有較好干預(yù)效果。

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乳鐵蛋白對腸道功能障礙的影響

脂腸腔中的細菌、毒素和炎癥物質(zhì)發(fā)生易位，許多炎癥激活劑如細胞因子和內(nèi)毒素能激活細胞內(nèi)信號通路，與特定受體結(jié)合并釋放炎癥介質(zhì)。失控的炎癥反應(yīng)促進腸道屏障破壞，導(dǎo)致腸道通透性增加、腸黏膜脫落、腸道上皮細胞死亡、免疫功能受損和微生物群失調(diào)等，從而加劇腸道環(huán)境紊亂。腸道屏障功能障礙可引發(fā)多種疾病，應(yīng)激性腸炎、壞死性小腸結(jié)腸炎、炎癥性腸病等造成腸道區(qū)域間斷性或連續(xù)性損傷，導(dǎo)致腸黏膜下層增厚、透壁炎癥、隱窩膿腫和裂紋潰瘍等，繼而引起全身性免疫損傷。近年來多項研究表明乳鐵蛋白能夠維持腸道屏障完整、緩解腸道炎癥、調(diào)節(jié)腸道免疫和微生物組成。乳鐵蛋白對腸道屏障功能的改善作用如圖2所示。

3.1 維持腸道屏障完整

腸上皮細胞及細胞間緊密連接是維持腸道內(nèi)環(huán)境平衡的首要屏障，一方面選擇性過濾營養(yǎng)素、水和電解質(zhì)等物質(zhì)進入機體；另一方面防止毒素、病原體或外來抗原入侵，腸上皮緊密連接一旦發(fā)生缺失或減少，會導(dǎo)致腸道高容量和無選擇性地透過微生物和大分子物質(zhì)，加劇炎癥反應(yīng)。乳鐵蛋白可作為腸道發(fā)育調(diào)節(jié)劑，有效改善腸道結(jié)構(gòu)，促進上皮細胞成熟，增強TJs水平，修復(fù)腸道屏障。

Zhao Xiao等利用人腸上皮隱窩細胞HIEC和人結(jié)直腸腺癌細胞Caco-2模型，探究乳鐵蛋白對其生長的促進作用和對腸道屏障功能的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)乳鐵蛋白處理后，細胞活力有效增強，堿性磷酸酶活性和單層細胞電阻值顯著增加，在mRNA和蛋白質(zhì)水平上提高了Claudin-1、Occludin和ZO-1 3 種標志性腸道TJs的表達。在葡聚糖硫酸鈉鹽（DSS）誘導(dǎo)的結(jié)腸炎小鼠模型中，乳鐵蛋白干預(yù)能顯著增加黏糖蛋白2（MUC2）等結(jié)腸黏膜蛋白的表達，說明乳鐵蛋白能夠修復(fù)腸道黏膜，有效改善腸道屏障。

乳鐵蛋白在生命早期的腸道發(fā)育過程中也起到積極作用，已有研究分別采用野生型小鼠和乳鐵蛋白基因敲除母鼠作為母鼠喂養(yǎng)新生幼鼠，發(fā)現(xiàn)經(jīng)含乳鐵蛋白的乳汁哺育后，幼鼠腸道質(zhì)量、長度以及麥芽糖酶/乳糖酶活性均顯著增加，而麥芽糖酶/乳糖酶活性是腸道成熟的重要指標。此外，乳汁哺育后，腸道

ZO-1

Occludin

mRNA表達水平上升，表明乳鐵蛋白促進腸道發(fā)育成熟。

乳鐵蛋白因其鐵結(jié)合水平的不同而具備不同的生物活性，通過研究不同金屬飽和度的牛乳鐵蛋白對腸上皮屏障功能和腸黏膜的影響，發(fā)現(xiàn)乳鐵蛋白無細胞毒性，不會誘導(dǎo)Caco-2細胞和巨噬細胞的炎癥反應(yīng)，保持腸道TJs水平。

TNF-α是由單核細胞分泌的促炎介質(zhì)，與IL-1β和IL-6相互配合，募集和活化其他炎癥元素以增強炎癥反應(yīng)。TNF-α是細胞死亡的重要調(diào)節(jié)因子，通過與腫瘤壞死因子受體1結(jié)合誘導(dǎo)細胞凋亡。Liu Jia等研究發(fā)現(xiàn)，乳鐵蛋白能緩解壞死性小腸結(jié)腸炎患病小鼠的病理特征，下調(diào)IL-6和TNF-α表達，同時增加腸道干細胞標志物富含亮氨酸重復(fù)序列G蛋白偶聯(lián)受體5（Lgr5）+表達和細胞增殖標志物Ki67陽性率，乳鐵蛋白可通過刺激腸細胞發(fā)育緩解腸道損傷。TNF-α干擾腸道屏障期間，乳鐵蛋白可有效恢復(fù)人結(jié)腸癌細胞HT-29和人結(jié)腸腺癌肺轉(zhuǎn)移細胞T84的TJs表達，抑制上皮細胞凋亡，并減少小腸結(jié)腸炎耶爾森氏菌誘導(dǎo)的腸道通透性增大，保護腸道細胞系功能。

3.2 調(diào)節(jié)腸道炎性因子

細胞因子是一類具有生物活性的小分子蛋白，包括IL、趨化因子、IFN和TNF，能調(diào)節(jié)免疫功能，是破壞腸道屏障和調(diào)控炎癥反應(yīng)的重要靶標，也是多種腸道疾病的重要誘因。腸道損傷會誘發(fā)炎性細胞因子以激活腸道免疫，細胞因子通過控制細胞死亡、增殖、轉(zhuǎn)運和針對病原體的炎癥反應(yīng)等關(guān)鍵過程維持腸道穩(wěn)態(tài)，大量炎性因子釋放會導(dǎo)致上皮結(jié)構(gòu)嚴重損傷，乳鐵蛋白能夠調(diào)節(jié)腸道的過度炎癥反應(yīng)，并誘導(dǎo)干細胞增殖分化促進腸道修復(fù)。

乳鐵蛋白顯著增加IL-3和自噬微管相關(guān)蛋白輕鏈3（LC3B）蛋白表達和杯狀細胞數(shù)量，降低信號傳導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3（STAT3）、炎癥細胞因子和哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）表達，通過增強單磷酸腺苷活化蛋白激酶（AMPK）和抑制mTOR-STAT3信號傳導(dǎo)增強結(jié)腸自噬以對抗實驗性應(yīng)激誘導(dǎo)的結(jié)腸炎。口服乳鐵蛋白能有效緩解DSS誘導(dǎo)的小鼠腸道炎癥，改善小鼠疾病活動指數(shù)、結(jié)腸縮短量、組織病理學(xué)評分及炎癥因子表達。不同鐵飽和度的乳鐵蛋白對DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎小鼠治療效果不同，相比Holo-Lf，Apo-Lf能顯著緩解潰瘍性結(jié)腸炎癥狀，降低體內(nèi)TNF-α、IL-1β、IL-6等炎性因子水平。

內(nèi)毒素是細菌產(chǎn)生的有毒化合物，腸道中有大量細菌定植，細菌增殖、裂解和死亡過程中均可釋放LPS，誘導(dǎo)腸道通透性增加，引起杯狀細胞死亡，腸道黏液層變薄。TLR屬于模式識別受體，是主要的LPS受體，TLR4結(jié)合LPS后觸發(fā)髓樣分化因子88（MyD88）與IL-1受體相關(guān)激酶4（IRAK4）的相互作用，傳遞信號到核因子-κB（NF-κB）和絲裂原活化蛋白激酶（MAPK），激發(fā)炎癥信號通路。NF-κB接收到刺激信號后與靶基因結(jié)合啟動炎癥因子轉(zhuǎn)錄，促使促炎介質(zhì)釋放，引起巨噬細胞浸潤，釋放過量氧自由基，引起免疫系統(tǒng)紊亂，加重炎癥反應(yīng)。同時，過量的氧自由基擾亂機體氧化還原平衡，刺激促炎細胞因子產(chǎn)生，破壞腸黏膜細胞。目前的研究發(fā)現(xiàn)，乳鐵蛋白主要通過干預(yù)NF-κB信號通路緩解腸道炎癥環(huán)境。

Buey等將乳鐵蛋白、乳清作為腸道先天免疫和氧化應(yīng)激的調(diào)節(jié)劑探究其對腸上皮細胞的影響，發(fā)現(xiàn)均未引起腸上皮細胞氧化損傷，乳鐵蛋白和乳清都降低了LPS誘導(dǎo)的細胞氧化應(yīng)激水平和TLR激活的炎癥反應(yīng)。

乳鐵蛋白可通過NF-κB和MAPK信號通路有效抑制LPS誘導(dǎo)的豬腸上皮IPEC-J2細胞炎癥，降低細胞內(nèi)ROS、丙二醛（MDA）以及炎性細胞因子水平，上調(diào)Nrf2相關(guān)因子的表達，有效保持腸細胞屏障完整并減輕氧化應(yīng)激水平。

利用LPS構(gòu)建體內(nèi)外幼兒腸道屏障損傷模型，乳鐵蛋白能夠下調(diào)腸上皮細胞及血液中IL-1β、IL-6、TNF-α和IFN-γ等炎癥細胞因子的表達，同時通過調(diào)控ELAV樣蛋白1（ELAVL1）/磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/NF-κB通路改善腸道損傷。Apo-Lf可有效抑制LPS誘導(dǎo)的腸上皮細胞炎癥，下調(diào)TNF-α、IL-6和IL-1β等炎癥因子表達，過氧化物酶體增殖劑激活受體（PPAR）信號通路的靶蛋白PPAR-γ和果糖-2,6-二磷酸酶3（PFKFB3）被激活，Apo-Lf通過調(diào)節(jié)NF-κB/PPAR信號通路對LPS誘導(dǎo)的腸道炎癥損傷有保護作用。

放射性腸損傷小鼠模型中，乳鐵蛋白干預(yù)能有效緩解小鼠體質(zhì)量下降和肝臟氧化損傷，顯著增長腸絨毛長度，Lgr5+和Ki67表達明顯升高，乳鐵蛋白處理能維持腸道結(jié)構(gòu)完整和腸道細胞增殖再生能力，同時乳鐵蛋白顯著下調(diào)二價轉(zhuǎn)運蛋白和二價鐵離子的含量，上調(diào)溶質(zhì)載體家族成員（SLC7A11）和谷胱甘肽過氧化物酶4（GPX4）蛋白表達，降低MDA和�；o酶A合成酶長鏈家族成員4（ACSL4）水平，乳鐵蛋白改善放射性腸損傷造成的小腸組織鐵死亡的作用機制可能與調(diào)節(jié)鐵代謝和GSH-GPX4途徑有關(guān)。

3.3 激活腸道免疫

腸道是機體最大的免疫器官，IgG是初級免疫中最持久的抗體，能夠有效抵御侵染并促進巨噬細胞的吞噬作用，而IgA是機體黏膜免疫的重要組成部分，是腸黏膜系統(tǒng)中主要的Ig類型，其能夠有效控制細菌易位并中和黏膜表面的細菌毒素，在機體免疫中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。免疫細胞和致病性免疫細胞失衡是炎癥性腸病黏膜炎癥和組織破壞的關(guān)鍵驅(qū)動因素。

以急性應(yīng)激BLAB/c小鼠為模型，研究發(fā)現(xiàn)口服乳鐵蛋白能有效增強遠端小腸派爾集合淋巴結(jié)和固有層CD4 + 、CD8 + 細胞水平及IgA和SIgA表達，以改善小鼠的腸道穩(wěn)態(tài)。Sarkar等研究了乳鐵蛋白干預(yù)對新生仔豬生長性能、免疫蛋白和腸道完整性的影響，發(fā)現(xiàn)乳鐵蛋白處理有效提高了新生仔豬的存活率，增加血清IgG濃度和IgA濃度，同時上調(diào)轉(zhuǎn)化生長因子-β（TGF-β）表達，有效維持腸道上皮黏膜功能完整性，促進腸道成熟。

乳鐵蛋白及其胃蛋白酶水解物影響外周血單個核細胞（PBMCs）和漿細胞樣樹突狀細胞（pDCs）中IFN-α的產(chǎn)生，在單鏈RNA病毒存在的情況下，乳鐵蛋白能顯著增加IFN-α和CD86的濃度，通過MAPK信號通路直接上調(diào)pDCs中抗原呈遞分子人類白細胞DR抗原（HLA-DR）的表達，表面乳鐵蛋白可調(diào)節(jié)先天性和適應(yīng)性免疫以保護機體免受病毒侵染。

調(diào)節(jié)性T細胞主要通過分泌IL-10和TGF-β等細胞因子抑制T細胞的過度激活，具有免疫抑制作用，而Th17分泌IL-17促進機體炎癥反應(yīng)，在一定條件下兩種細胞可以相互轉(zhuǎn)化，維持免疫穩(wěn)態(tài)。在小鼠結(jié)腸炎和回腸炎模型中，乳鐵蛋白增加腸道固有層中調(diào)節(jié)性T細胞數(shù)量，促進CD4+細胞表型偏離促炎性Th17，轉(zhuǎn)向耐受性Treg表型以調(diào)節(jié)炎癥。Kuhara等發(fā)現(xiàn)口服乳鐵蛋白可有效促進IL-18分泌，上調(diào)派爾集合淋巴結(jié)和腸固有層中IFN-α和IFN-β的表達，增強NK細胞活性。Zhang Qiang等利用LPS刺激巨噬細胞RAW264.7，探究乳鐵蛋白及銅修飾蛋白對巨噬細胞抗炎活性的影響，研究發(fā)現(xiàn)乳鐵蛋白能有效抑制炎癥介質(zhì)前列腺素E2（PGE2）、ROS、IL-1β和TNF-α的表達。中性粒細胞在炎癥部位累積，所釋放的乳鐵蛋白能促進細胞間相互作用，調(diào)節(jié)巨噬細胞表型以激活吞噬作用，維持腸道穩(wěn)態(tài)。

髓源性抑制細胞（MDSCs）是高度異質(zhì)的非成熟髓源細胞，負向調(diào)控免疫系統(tǒng)，抑制免疫細胞功能，但在新生兒防御機制中MDSCs能夠控制炎癥進程，在小鼠和人類中觀察到，乳鐵蛋白僅在新生兒中將骨髓細胞轉(zhuǎn)化為有效MDSCs。Liu Yufeng等用乳鐵蛋白處理新生兒中性粒細胞和單核細胞，發(fā)現(xiàn)其可通過激活低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白2（LRP2）和NF-κB轉(zhuǎn)錄因子將其轉(zhuǎn)化為MDSCs，能夠阻斷壞死性小腸結(jié)腸炎患病幼鼠的炎癥進程，增大幼鼠生存率，同時緩解DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎小鼠炎癥反應(yīng)。

3.4 調(diào)節(jié)腸道微生物結(jié)構(gòu)

腸道內(nèi)環(huán)境是一個復(fù)雜的微生物生態(tài)系統(tǒng)，腸道微生物組在保護腸道健康方面起著重要作用，能有效促進機體多種生理過程。細菌侵染、抗生素感染和壓力等多種因素會導(dǎo)致腸道生態(tài)失調(diào)，破壞腸黏膜屏障及腸免疫系統(tǒng)，導(dǎo)致腸道結(jié)構(gòu)和功能損傷。乳鐵蛋白通過限制微生物的鐵離子利用以阻礙有害細菌生長，乳鐵蛋白的陽性氨基酸基團可與革蘭氏陰性菌的外膜LPS結(jié)合以發(fā)揮殺菌活性。此外，乳鐵蛋白能促進乳酸桿菌和雙歧桿菌等具有較低鐵需求的有益菌的生長，并首先被用作其生長底物，通過調(diào)節(jié)菌群多樣性以維持腸道內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)。

大腸埃希菌O157:H7黏附腸黏膜損害腸道結(jié)構(gòu)，增大腸道通透性，并分泌毒力因子導(dǎo)致全身性感染，利用其構(gòu)建腸道功能障礙模型，口服乳鐵蛋白能有效改善腸道炎癥，抑制大腸埃希菌誘發(fā)的擬桿菌異常增長，維持腸道微生物群穩(wěn)態(tài)。研究表明乳鐵蛋白可緩解抗生素給藥導(dǎo)致的腸道系統(tǒng)紊亂，恢復(fù)TLR-2、TLR-8和TLR-9的表達，調(diào)節(jié)腸道微生物理研菌和普雷沃菌等抗炎菌水平，有效改善葡萄糖代謝，保護細胞免受氧化應(yīng)激刺激。

黏附性侵襲大腸桿菌LF82和O83:H1，通過上調(diào)細胞表面癌胚抗原相關(guān)細胞黏附分子6（CEACAM-6）干擾腸上皮細胞，誘導(dǎo)宿主DNA損傷增強其存活。乳鐵蛋白抑制大腸桿菌LF82侵染腸細胞水平，降低促炎細胞因子TNF-α、IL-8和IL-6表達。Lepanto等利用LF82處理IFN-γ誘導(dǎo)損傷的Caco-2細胞，發(fā)現(xiàn)乳鐵蛋白能夠有效減少大腸桿菌在細胞中的侵襲，抵消細菌所介導(dǎo)的遺傳毒性，有效保護宿主細胞。

產(chǎn)腸毒素大腸桿菌（ETEC）通過分泌毒力因子干擾新生仔豬腸道穩(wěn)態(tài)，研究表明，在仔豬的小腸灌注實驗中，乳鐵蛋白能夠減輕ETEC引起的腸液吸收不足，體外抑制細菌生長，阻礙細菌黏附和腸內(nèi)運動能力，并降解相關(guān)毒力因子如參與黏附腸細胞的F18和F4菌毛，這對于減少ETEC的黏附至關(guān)重要。

已有研究表明，脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（DON）可誘發(fā)腸道炎癥并破壞腸道完整性，乳鐵蛋白干預(yù)能夠降低炎性細胞因子水平，一定程度上增加結(jié)腸微生物群多樣性，提高梭菌屬等共生細菌簇的豐度，同時影響腸道短鏈脂肪酸的表達，有益于維持腸道穩(wěn)態(tài)，促進腸道健康。

乳鐵蛋白通過調(diào)控腸道微生物多樣性和代謝物來減輕DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎小鼠免受炎癥和結(jié)腸上皮屏障損傷，增加腸道共生菌

Akkermansia

比例，下調(diào)腸道內(nèi)環(huán)境中厚壁菌門/擬桿菌門比值，調(diào)節(jié)代謝紊亂小鼠腸道微生物組成并改善體內(nèi)炎癥，形成非致病菌主導(dǎo)的腸道環(huán)境，早期乳鐵蛋白干預(yù)也能影響哺乳仔豬結(jié)腸微生物群的組成并改善腸道功能。乳鐵蛋白對腸道功能障礙的改善效應(yīng)總結(jié)如表1所示。

4

結(jié) 語

腸道屏障將腸腔與機體內(nèi)環(huán)境分離，在預(yù)防和阻止全身炎癥反應(yīng)和免疫系統(tǒng)中起著重要作用。乳鐵蛋白分布于機體體液中，是哺乳動物分泌的天然活性蛋白，通過改善腸道屏障功能障礙有效促進消化道健康，幫助機體吸收營養(yǎng)物質(zhì)，增強免疫。隨著“健康中國2030”戰(zhàn)略的實施和腸道疾病年輕化的現(xiàn)狀，國民對腸道健康的關(guān)注度不斷提升。近年來，乳鐵蛋白作為關(guān)鍵營養(yǎng)成分適用于嬰幼兒、孕婦和老年人等特殊人群，已添加到嬰兒配方奶粉中輔助防治胃腸道疾病，廣泛應(yīng)用于食品和醫(yī)藥領(lǐng)域中，具有較深開發(fā)潛力。目前，乳鐵蛋白對腸道屏障的干預(yù)機制尚未完全闡明，基于其獨特的生理活性，需聯(lián)合多種腸道屏障探究乳鐵蛋白的腸道靶向結(jié)合機制和轉(zhuǎn)運機制，深入了解乳鐵蛋白在腸道損傷中的修復(fù)作用。

作者簡介

第一作者：

李懿碩士研究生

中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院

李懿，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院碩士研究生。主要研究方向為食品營養(yǎng)與健康。

2022.09-今，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院，碩士在讀；

2018.09-2022.06，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院，學(xué)士。

通信作者：

賀曉云 副教授

中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院副教授，博導(dǎo)；農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗測試中心（北京），副主任、技術(shù)負責(zé)人；全國農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全與營養(yǎng)健康科普基地，副主任。主要從事食品功能因子功效評價與機制研究，食品安全性評價。曾先后主持國家科技支撐計劃、轉(zhuǎn)基因生物新品種培育重大專項、科技創(chuàng)新2030、農(nóng)業(yè)部財政項目、河北省科技攻關(guān)、河南省科技攻關(guān)等縱向課題10余項，主持橫向課題20余項。以第一或通信作者在

Hepatology

等高水平期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文50余篇；副主編教材/專著4 部；獲得授權(quán)專利8項；獲省級政府科技獎勵5項；參與制修訂行業(yè)標準17 項；獲得省部級成果鑒定4 項，指導(dǎo)學(xué)生參加各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽獎勵5 項，獲得校級教學(xué)成果獎2 項。

引文格式：

李懿, 任鑫鑫, 王勤, 等. 乳鐵蛋白減輕腸道功能障礙的研究進展[J]. 食品科學(xué), 2025, 46(2): 317-326. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20231113-100.

LI Yi, REN Xinxin, WANG Qin, et al. Research progress in lactoferrin’s role in alleviating intestinal barrier dysfunction[J].Food Science, 2025, 46(2): 317-326. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20231113-100.

實習(xí)編輯：楊倩；責(zé)任編輯：張睿梅。點擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來源于文章原文及攝圖網(wǎng)

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