系統性紅斑狼瘡（SLE）是一種以免疫失調和慢性炎癥為特征的自身免疫性疾病。近年來，越來越多的證據表明腸道微生物群（gut microbiota）在其發病機制中扮演了關鍵角色。在SLE患者和狼瘡易感小鼠中，腸道菌群失調（dysbiosis），包括微生物多樣性減少和促炎類群富集，是常見的病理特征。這種失調可能破壞腸道屏障完整性并改變代謝產物輸出，從而維持系統性免疫激活并損害免疫耐受。因此，調節腸道生態系統，例如通過補充益生菌（probiotics），成為一種有前景的治療策略。

在眾多益生菌中，鼠李糖乳桿菌GG（Lactobacillus rhamnosus GG， LGG）因其臨床安全性及免疫調節特性展現出潛在治療價值。然而，常規益生菌療法在惡劣的腸道環境中存活率低、定植能力差，限制了其療效。為了克服這些挑戰，本研究開發了一種聚多巴胺（polydopamine， PDA）包封的LGG（LGG@PDA）。PDA是一種具有良好生物相容性、pH響應性和抗氧化特性的生物啟發聚合物。研究通過優化包封條件，發現使用1.0 mg mL^?1鹽酸多巴胺時，可在LGG表面形成均勻連續的PDA層，有效增強其耐受胃腸道惡劣環境的能力。表征結果顯示，LGG@PDA的粒徑增大，表面電位發生漸進性變化。在體外，與未經包封的LGG相比，LGG@PDA對模擬胃液和腸液具有更強的耐受性，且不影響其生長速率和活性。體內追蹤實驗進一步證實，Cy5標記的LGG@PDA在胃腸道中的停留時間顯著延長，定植數量更高。此外，LGG@PDA還被證實能有效清除巨噬細胞內的活性氧（ROS），顯示出雙重保護作用。

研究首先在普里斯特烷（pristane）誘導的狼瘡樣小鼠模型中評估了LGG@PDA的治療效果。實驗設計為：在狼瘡誘導一個月后，小鼠被隨機分配，接受生理鹽水、游離LGG或LGG@PDA的口服給藥。結果顯示，LGG@PDA治療能顯著改善疾病進展，具體表現為減少尿蛋白排泄，降低血清抗雙鏈DNA（anti-dsDNA）抗體和抗核抗體（ANA）水平。同時，治療也減輕了脾腫大和淋巴結腫大。免疫細胞分析發現，LGG@PDA給藥顯著降低了脾臟中Th17細胞、濾泡輔助性T細胞（Tfh）、抗體分泌B細胞（ASCs）和漿母細胞的頻率，同時促進了調節性T細胞（Treg）的分化。在腎臟病理方面，LGG@PDA治療顯著減少了腎小球中的炎癥浸潤，保留了正常的腎小球結構，并降低了IgG和C3的沉積。

為在慢性自發模型中驗證這些發現，研究進一步在MRL/lpr自發性狼瘡易感小鼠中進行了評估。LGG@PDA治療改善了小鼠的生存率，降低了尿蛋白、抗dsDNA抗體和ANA水平，并減輕了脾臟和淋巴結重量。脾臟免疫細胞分析顯示，Th17細胞、Tfh細胞、ASC和漿細胞頻率降低。腎臟組織病理學評估同樣顯示腎小球結構得到保留，炎癥浸潤減少，且腎小球中IgG和C3沉積減弱。這些結果表明，LGG@PDA在誘導和自發兩種狼瘡模型中均具有強大的免疫調節和腎臟保護作用。

鑒于腸道氧化應激、免疫失調和屏障功能障礙在驅動系統性自身免疫中的關鍵作用，研究考察了LGG@PDA對腸道ROS動態、黏膜免疫細胞群和上皮屏障完整性的局部影響。免疫熒光染色顯示，LGG@PDA治療顯著降低了腸道中的ROS水平。對固有層淋巴細胞的流式細胞術分析表明，LGG@PDA治療顯著降低了CD4⁺T細胞中Th17細胞的比例。此外，LGG@PDA顯著減少了固有層巨噬細胞，特別是產生腫瘤壞死因子-α（TNF-α）的巨噬細胞頻率。根據CX3CR1表達進行的亞群劃分顯示，LGG@PDA促進了巨噬細胞從促炎的CX3CR1^low/int亞群向組織駐留的CX3CR1^hi亞群轉變。最后，LGG@PDA還通過上調緊密連接相關基因（ZO-1、Occludin、Claudin-4和Claudin-23）及其蛋白的表達，恢復了腸道上皮屏障的完整性。

通過16S rRNA基因測序分析普里斯特烷誘導狼瘡小鼠的腸道菌群，發現狼瘡小鼠的Chao1和Shannon指數顯著降低，表明微生物豐富度和多樣性減少。而LGG@PDA給藥恢復了微生物多樣性，使其接近健康對照水平。基于加權UniFrac距離的主坐標分析（PCoA）顯示，LGG@PDA治療組小鼠的微生物群與健康對照組聚類更接近。在門水平上，LGG@PDA顯著增加了厚壁菌門（Firmicutes）的相對豐度，同時減少了擬桿菌門（Bacteroidetes）的豐度，從而提高了厚壁菌門/擬桿菌門（F/B）比率。在屬水平上，LGG@PDA降低了Muribaculaceae、Clostridia_vadinBB60_group和Ileibacterium的相對豐度，同時富集了被認為對腸道穩態有益的Lachnospiraceae_NK4A136_group、Alloprevotella和Roseburia。線性判別分析效應大小分析進一步鑒定出能區分不同組別的關鍵微生物類群。

鑒于腸道菌群在塑造宿主代謝輸出中的核心作用，研究對糞便樣本進行了非靶向代謝組學分析。結果顯示，LGG@PDA治療導致糞便代謝譜發生顯著改變。在陽離子模式下，L-甲硫氨酸（L-methionine）、DL-脯氨酸、鞘氨醇、煙酸等是最豐富的上調代謝物；而膽堿、硫酸鹽、大豆苷元等是主要的下調代謝物。正交偏最小二乘判別分析（OPLS-DA）證實了處理組與對照組的明顯分離。對差異代謝物的KEGG通路富集分析顯示，上調的代謝物主要富集在半胱氨酸和甲硫氨酸代謝通路以及胞葬通路中。

胞葬（efferocytosis）是吞噬細胞清除凋亡細胞的過程，對維持免疫耐受和組織穩態至關重要。研究評估了LGG@PDA恢復狼瘡小鼠巨噬細胞胞葬功能的能力。流式細胞術分析表明，LGG@PDA給藥促進了巨噬細胞向M2表型極化。在體內胞葬實驗中，LGG@PDA治療小鼠的腹膜巨噬細胞對CypHer5E標記的凋亡Jurkat細胞的吞噬能力顯著增強。組織學檢查也顯示，LGG@PDA治療小鼠腎臟中未清除的凋亡細胞積累減少。為了進一步探究腸道菌群是否有助于恢復胞葬功能，研究使用廣譜抗生素耗竭了小鼠的腸道微生物。結果顯示，抗生素治療顯著破壞了巨噬細胞的胞葬功能，而補充LGG@PDA則有效恢復了該功能，表明腸道來源的信號可以影響胞葬的系統性調節。

為探究代謝物重編程及其影響狼瘡發病機制的潛在機制，研究對狼瘡臨床表型、腸道菌群組成和糞便代謝物進行了相關性分析。結果顯示，L-甲硫氨酸的水平與狼瘡的嚴重程度，如蛋白尿、抗dsDNA抗體、ANA水平及腎臟病理呈顯著負相關，同時與腹膜M2巨噬細胞頻率呈正相關。此外，L-甲硫氨酸和蓖麻酸甲酯這兩種代謝物的豐度與厚壁菌門和擬桿菌門的豐度變化相關。通過維恩圖分析，L-甲硫氨酸被鑒定為連接半胱氨酸/甲硫氨酸代謝通路、胞葬通路、腸道菌群和狼瘡臨床特征的樞紐代謝物。重要的是，在SLE患者中檢測血清L-甲硫氨酸水平，發現其顯著低于健康對照，這與狼瘡小鼠中的發現一致。

功能實驗表明，在抗生素耗竭腸道菌群后，補充外源性L-甲硫氨酸能有效恢復受損的巨噬細胞胞葬功能。為了闡明L-甲硫氨酸調節胞葬的分子機制，研究對RAW264.7巨噬細胞進行L-甲硫氨酸剝奪和補充處理，并檢測了一系列經典胞葬相關基因的表達。結果顯示，在所有檢測的基因中，僅有CX3CR1的表達在L-甲硫氨酸剝奪時下調，在補充時恢復。流式細胞術進一步證實，L-甲硫氨酸剝奪顯著降低了巨噬細胞CX3CR1的表達，而補充則恢復了其表達。在人CD14⁺單核細胞來源的巨噬細胞中也觀察到了CX3CR1受L-甲硫氨酸調控的保守現象。

鑒于CX3CR1是一種識別凋亡細胞釋放的“來找我”信號CX3CL1的趨化因子受體，研究進一步探討了CX3CR1是否介導了L-甲硫氨酸對胞葬功能的影響。體外實驗發現，L-甲硫氨酸補充恢復了巨噬細胞對凋亡細胞的吞噬能力，而使用選擇性拮抗劑JMS-17-2阻斷CX3CR1則消除了這種恢復效應。體內實驗也證實，CX3CR1拮抗劑損害了健康小鼠腹膜巨噬細胞的胞葬能力，而L-甲硫氨酸對胞葬功能的恢復作用同樣被CX3CR1抑制所阻斷。

基于上述機制發現，研究評估了補充外源性L-甲硫氨酸對狼瘡疾病結局的影響。在普里斯特烷誘導的狼瘡小鼠中，補充L-甲硫氨酸顯著增強了腹膜巨噬細胞的胞葬能力，降低了抗dsDNA抗體水平和尿蛋白排泄，增加了外周血巨噬細胞CX3CR1的表達。隨著持續治療，這些免疫學改善進而顯著減輕了腎臟免疫復合物的沉積和腎臟病理。這些發現共同支持了微生物來源的L-甲硫氨酸通過上調CX3CR1表達來恢復巨噬細胞胞葬功能，從而抑制狼瘡進展的作用機制。

本研究構建了一種具有增強細菌活性、黏附和抗氧化能力的生物工程化LGG@PDA，用于SLE的治療。在狼瘡小鼠模型中，LGG@PDA通過降低自身抗體水平、改善腎臟病理、恢復腸道和免疫穩態以及增強巨噬細胞胞葬作用來緩解疾病表型。從機制上講，這些效應與微生物來源的L-甲硫氨酸相關，后者通過上調CX3CR1表達促進巨噬細胞胞葬，從而在腸道微生物代謝與系統性免疫調節之間架起橋梁。綜上，LGG@PDA作為一種有前景的基于益生菌的SLE干預策略，揭示了L-甲硫氨酸-CX3CR1軸是連接腸道代謝與免疫穩態的關鍵機制。