InvivoGen综述：芳香烃受体(AhR)在肠道微生物群和免疫中的关键作用

芳香烃受体（AhR）是一种配体依赖性转录因子，在屏障组织中的免疫，上皮，内皮和基质细胞中广泛表达¹。过去的研究集中关注AhR跟二噁英等化学污染物的关系，但最新研究表明AhR是参与更广泛环境变化应答的中心传感器，以确保宿主和肠道微生物群之间的肠内稳态¹。

典型AhR讯号已经被广泛综述过¹。简而言之，在没有配体的情况下，AhR位于细胞质中Hsp90:XAP2:p23:Src伴侣蛋白复合物内，当配体结合时，复合物发生构象变化并转移到细胞核中。伴侣蛋白被释放，AhR和AhR核转位子（ARNT）异源二聚。在细胞核中，AhR:配体:ARNT三聚体与AhR靶基因上游调节区域的二噁英应答元件（DRE）结合，以控制包括细胞色素P450依赖性单加氧酶Cyp1a1、AhR 抑制因子（AhRR）和IL-22白细胞介素的转录。值得注意的是，无轮是在基因组水平上通过与其他转录因子（例如NF-κB）相关联，还是在非基因组水平上（例如通过释放Src激酶），非典型AhR信号通路也有被报道过^2,3。

除了像2,3,7,8-四氯双苯环二噁英（TCDD）的环境中的异质物，多种膳食来源的AhR配体也已经被鉴定出，而其中许多是色氨酸（Trp）氨基酸代谢的副产物⁴。现在AhR已被认知为宿主微生物群落共生的调节因子。一方面，膳食配体激活的AhR帮助塑造肠道细菌组成⁵，另一方面，AhR传感能够调节肠道免疫细胞的稳态和功能⁶。

肠道微生物群的色氨酸代谢会产生AhR激动剂，以支持肠道里3型固有淋巴细胞（ILC3）的发育和维持，而作为天然免疫系统的ILC3则对应获得性免疫系统的CD4 T细胞，后者主要产生IL-17和IL-22（对应Th17/22）。AhR信号转导也是维持产生IL-22的上皮内淋巴细胞（IELs）所必需的， IL-22参与肠上皮细胞（IECs）粘膜创伤愈合和抗微生物肽（AMPs）的产生⁶。肠道内的AhR-IL-22信号通路不但在宿主防御微生物病原体方面起着重要作用，而且能提升疾病耐受性以限制有害影响，对于这方面，越来越多的研究也表明了AhR激活的强度与CD4 T细胞应答的关系。AhR弱激活支持促炎症反应（Th17/22），而AhR强激活则促进诱导耐受性树突状细胞（DCs）和调节性T细胞（Tregs）^6-8。

AhR参与调节促炎反应和耐受反应的机制可以从多方面解释，除了前文提过可以导致IL-22产生的典型AhR信号，AhR也通过非基因组途径导致至少两个抑制性效果。研究发现与AhR相关的Src激酶能够磷酸化吲哚胺2，3-双加氧酶（IDO1），进而激活NF-κB转录因子诱导DCs中抑制性细胞因子TGF-β（transforminggrowth factor）的转录，达到抑制小鼠对LPS的过度应答⁹。此外， IDO1对Trp的降解提供了例如L-型犬尿氨酸（L-Kynurenine）的AhR激动剂，提示了这通路与Treg的产生有关⁹。在巨噬细胞中，AhR另一个抑制作用是在LPS诱导下，AhR协同Src激酶和STAT3信号通路产生抗炎细胞因子IL-10。值得留意的是，TLR4对LPS的识别可促进巨噬细胞中AhR的表达，但目前尚不清楚在其他模式识别受体配体刺激的情况下是否也是如此¹⁰。

虽然目前尚不清楚失衡是原因还是后果，但是可以确定的是肠道微生物-免疫细胞失调与一系列的疾病有关。在炎症性肠病中，由于肠道微生物衍生的AhR配体浓度降低，免疫细胞趋向于表达低水平AhR和展现较低的AhR活性^2,11，另一方面，大肠癌患者显示出肠道微生物群改变和支持免疫应答抑制的症状，包括AhR表达增加，慢性IDO1激活，肿瘤微环境中Trp浓度降低¹¹；相反，有肠道症状的脊椎关节炎患者肠道微生物多样性和Trp分解代谢较低，与炎症反应相一致¹¹。此外，研究也指出循环微生物分解代谢物之中，Trp代谢物浓度的降低与多发性硬化的发病机制有关³，因此，AhR不仅在肠道内甚至在其他部位都对肠道微生物和宿主体内稳态起着关键作用。AhR通路的调制是一种有吸引力的治疗策略，然而，要达到优化和应用AhR靶向药物，我们必须更深入地了解在不同细胞环境中，以及不同剂量或来源的配体对AhR分子信号转导的影响。

*参考文献请访问：https://www.invivogen.com/ahr-gutmicrobiota-immunity-review

InvivoGen提供芳烃受体（AhR）系列研究产品

AhR配体产品——激动剂和抑制剂

AhR能够广泛感知结构上不同的外源性和内源性分子。已被发现的AhR激动剂包括产生于外界环境中的外源化合物，如污染物；以及在胃和肠道中和其他器官中，由于光氧化或氧化应激而转化的吲哚代谢物。 InvivoGen提供多种膳食来源的AhR配体及其合成的AhR拮抗剂，以满足您的研究需要。

• 高质量: 纯度>95%，无菌过滤，确认无细菌污染

• 功能测试：使用 HepG2-Lucia^TM AhR和HT29-Lucia^TM AhR细胞（见下文）

• AhR激动剂

AhR配体有着多种不同的结构，并且对小鼠和人AhR的亲和力有显著差异¹。原型高亲和力AhR激动剂，外源化合物 2,3,7,8-四氯雙苯環二噁英（TCDD）对小鼠 AhR 的亲和力比人AhR高10倍；相反，可能由于进化过程，膳食衍生的吲哚代谢物对人类AhR具有更好的亲和力^1,2。

1. ITE 2-(1′H-吲哚-3 ′-羰基)-噻唑-4-羧酸甲酯（ITE）是一种基于吲哚的AhR配体，来源被认为是胃部中硫代葡萄糖苷（十字花科蔬菜中发现的代谢产物）的转化，或者由于色氨酸和半胱氨酸之间的缩合反应而产生的^1,3。

2. L-Kynurenine Plus L-Kynurenine Plus是L-型犬尿氨酸（L-Kynurenine）的制备物，而 L-Kynurenine 则是色氨酸通过细胞中的犬尿氨酸代谢途径上产生的化合物（占色氨酸代谢的90%以上）^2,3。

3. FICZ（6-甲酰基吲哚并[3,2-b]咔唑）是一种高效价AhR配体。在紫外光氧化或H2O2氧化应激作用下由色氨酸转化而型成^2,3。

• AhR抑制剂——CH-223191

CH-223191（2-甲基-2H-吡唑-3-羧酸）是AhR的合成拮抗剂，最初被描述为TCDD的竞争配体¹。有趣的是，比起多环芳香烃和非卤代芳香烃如FICZ和ITE，CH-223191更能有效抑制卤代芳香烃如TCDD，说明其具有配体选择性拮抗作用²。

芳香烃受体报告细胞

InvivoGen提供两个AhR报告细胞系，分别改造自人HT29结肠腺癌和HepG2肝癌细胞系。HT29-Lucia™AhR细胞和HepG2-Lucia™ AhR细胞有助于研究AhR激活作用，可以帮助了解多种激动剂如外源物质和饮食衍生的吲哚产物对AhR的激活反应。最重要的是，我们的AhR报告细胞是人源细胞，并且内源性表达人AhR，这使得它们与人类样本中筛选内源性AhR激动剂高度相关。

1. HT29-Lucia^TM AhR Cells

2. HepG2-Lucia^TM AhR Cells

HT29-Lucia™AhR细胞和HepG2-Lucia™AhR细胞通过监测Cyp1a1诱导的Lucia荧光素酶活性提示AhR激活状况。微粒体细胞色素P450依赖性单氧化酶Cyp1a1基因是重要的AhR靶基因，在这两个细胞系中，Lucia荧光素酶报告基因都在人Cyp1a1的完整调控序列的控制之下。当配体结合时，细胞质AhR发生构象改变，跨膜进入细胞核，并与ARNT结合，以结合Cyp1a1调节序列中的二恶英反应元件（DRE）。 AhR的激活可以通过QUANTI-Luc™测定细胞培养上清中分泌的荧光素酶活性来评估。HT29-Lucia™ AhR细胞和 HepG2-Lucia™ AhR细胞对Zeocin™具有抗性。两种细胞系都用TCDD、FICZ、ITE和L-KynureninePlus（L-型犬尿氨酸的制备物）进行了功能测试。

肠道微生物群研究相关细胞系

利用模式识别受体（PRR）检测病原体是启动先天免疫应答的关键。此外，PRR使许多不同的共生细菌、真菌和病毒能够对肠道粘膜进行微生物定植。研究最为透彻的PRR是Toll样受体（TLR）、C型凝集素受体（CLR）和细胞内核苷酸寡聚化结构域（NOD）样受体（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报告细胞系以及其激动剂以满足您的研究需要。HEK-Blue™报告细胞系是一系列从人胚胎肾細胞（HEK293）衍生的细胞系，其设计用于通过监测NF-κB的活化来研究各种PRR信号通路。HEK-Blue™细胞被转染并过表达目标PRR基因，此外，HEKBlue™被转染分泌性胚胎碱性磷酸酶（SEAP）报告基因，由融合了五个NF-κB和AP-1结合位点的最小启动子调控。PRR配体如二酰化脂蛋白和三酰化脂蛋白（分别为TLR2/TLR6、TLR2/TLR1）、胞浆肽聚糖（NOD1/2）或β-葡聚糖（Dectin-1a/b）刺激均可激活NF-κB和AP-1，诱导SEAP的产生。使用InvivoGen的QUANTI-Blue™溶液则能够轻易检测SEAP的水平。

更多信息请访问网站：www.invivogen.com/reporter-cells

*参考文献请访问：https://www.invivogen.com/ahr-gutmicrobiota-immunity-review

QUANTI-Blue™溶液—用于 SEAP 检测的液体制剂

1. 易于制备: 简单混合两种试剂即可

2. 提供方便: 可直接加入细胞培养

3. 适应性: 用于高通量筛选（HTS）

InvivoGen的液体新制剂QUANTI-Blue™通过观察培养基从粉色到紫色/蓝色的简单颜色变化，提供了分泌性胚胎碱性磷酸酶（SEAP）的高灵敏度和快速检测方案。重点是，使用QUANTI-Blue™溶液与粉末检测结果相同，但溶液更易于使用；我们提供了高浓度的QUANTI-Blue™液体制剂（100X），因此可以适应您各种需要，而且为了迎合不同样本大小，优化工作浓度在1X~10X之间；此外，它可以直接添加到培养皿中的细胞中，使其成为适合高通量筛选的理想产品。

QUANTI-Blue™溶液可用于其他InvivoGen 的SEAP报告细胞系。

随着天然免疫研究热点的兴起，InvivoGen于2000年开始致力于天然免疫相关产品的研发和生产，并成为全世界最优质、最专业的天然免疫相关产品生产商。InvivoGen为天然免疫研究提供一整套研究方案，包括不断更新的模式识别受体（PRRs）激动剂和拮抗剂，PRRs报告基因细胞以及天然免疫信号通路的诱导剂和抑制剂；也提供细胞培养相关试剂，如抗支原体、细菌、真菌污染的抗生素以及基因筛选抗生素等。