微生物發(fā)酵-NLRP3軸可調(diào)控膳食纖維對(duì)腸道炎癥的影響

2019-08-31 10:22

文章背景簡(jiǎn)介

BACKGROUND INTRODUCTION

炎癥性腸病（IBD）包括潰瘍性結(jié)腸炎（潰瘍性結(jié)腸炎）和克羅恩病（克羅恩病），是腸道的慢性炎癥性疾病，受宿主遺傳學(xué)因素、飲食和腸道微生物群等影響。飲食結(jié)構(gòu)的變化，比如富含單糖和脂肪的食物的消費(fèi)增加，水果和蔬菜中天然膳食纖維食用的減少，被認(rèn)為會(huì)導(dǎo)致全球范圍內(nèi)慢性炎癥性疾病的發(fā)病率增加。膳食纖維可大致分為不溶性（如纖維素）和可溶性（如菊粉），后者容易被腸道細(xì)菌發(fā)酵，并產(chǎn)生大量短鏈脂肪酸（SCFA）。不同的纖維具有不同的發(fā)酵特性，滋養(yǎng)不同的細(xì)菌，產(chǎn)生不同的SCFA。人們認(rèn)為，精加工食物中含有的純化纖維也許與天然纖維發(fā)揮不同的功能。

NOD樣受體家族成員NLRP3是一種負(fù)責(zé)蛋白水解和分泌促炎細(xì)胞因子的胞質(zhì)蛋白復(fù)合物。盡管NLRP3與IBD之間有高度的相關(guān)性，但迄今為止關(guān)于其缺失是改善還是加重化學(xué)誘導(dǎo)的結(jié)腸炎的研究，呈現(xiàn)出了相互矛盾的結(jié)果。為了抵抗炎性小體活性，宿主會(huì)選擇性分泌內(nèi)源性抑制劑。研究表明β－羥基丁酸（BHB）是NLRP3的有效抑制劑。已知在長(zhǎng)時(shí)間禁食期間，血液循環(huán)中BHB的水平增加，由此，降低了NLRP3的活性。一些研究表明丁酸鹽的藥物干預(yù)能改善腸道炎癥；然而，在另一些研究中，丁酸鹽的給藥或者沒(méi)有影響，或者加重結(jié)腸炎。

2019年1月，美國(guó)俄亥俄州托萊多大學(xué)醫(yī)學(xué)和生命科學(xué)學(xué)院生理學(xué)和藥理學(xué)系的Vishal Singh等人，在《Gut》（IF＝ 17．943；中科院JCR分區(qū)大類：醫(yī)學(xué) 1區(qū)，小類：胃腸肝病學(xué) 1區(qū)）發(fā)表題為“Microbiota fermentation－NLRP3 axis shapes the impact of dietary fibres on intestinal inflammation”的文章。該項(xiàng)研究的目的是想驗(yàn)證這樣一個(gè)假設(shè)，即在IBD病程間，含可溶性纖維的膳食干預(yù)，由于其可作為SCFA的前體，可能比含不可發(fā)酵的纖維素的膳食干預(yù)更有益。

所用到的主要方法

METHODS

1．HE染色：病理分析

2．免疫組化：蛋白質(zhì)表達(dá)（水平及位置）分析

3．阿辛藍(lán)染色：阿利新藍(lán)是一種陽(yáng)離子染料，與酸性基團(tuán)形成鹽后，使胞質(zhì)中的酸性粘多糖染成藍(lán)色，定位于胞質(zhì)內(nèi)，文中用于鑒定杯狀細(xì)胞

4．16s測(cè)序：微生物種屬分析

5．PCR：基因擴(kuò)增及分析

6．ELISA：蛋白質(zhì)表達(dá)水平分析

文章主要內(nèi)容摘要

ABSTRACT

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模焊缓峡山徒饫w維的膳食對(duì)健康有很多益處；然而，據(jù)報(bào)道，許多炎癥性腸病（IBD）患者對(duì)富含可酵解纖維的食物耐受不良。在結(jié)腸炎小鼠模型中進(jìn)行的膳食纖維干預(yù)實(shí)驗(yàn)得出了互相矛盾的結(jié)果：有些報(bào)道膳食纖維會(huì)加重IBD，而有些則報(bào)道會(huì)減輕IBD。在本研究中，作者使用菊粉或果膠等可酵解纖維替代了纖維素這種不可溶性纖維，并就其對(duì)因IL－10信號(hào)受到抑制或天然免疫缺陷而導(dǎo)致的免疫失調(diào)小鼠的結(jié)腸炎所產(chǎn)生的影響進(jìn)行了分析。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：給小鼠喂食分別含有纖維素、菊粉或果膠的食物，并且每周注射IL－10受體中和單抗（αIL－10R）。通過(guò)血清學(xué)、生化學(xué)、組織學(xué)及免疫學(xué)參數(shù)評(píng)估結(jié)腸炎的發(fā)展情況。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：菊粉能加重αIL－10R誘導(dǎo)的結(jié)腸炎的嚴(yán)重程度，而果膠能緩解這種炎癥。進(jìn)食菊粉能加重結(jié)腸炎，且這一現(xiàn)象與產(chǎn)丁酸菌富集及盲腸中丁酸鹽水平升高相關(guān)。通過(guò)甲硝唑或hops β－acids阻斷丁酸鹽的產(chǎn)生過(guò)程能緩解進(jìn)食菊粉小鼠的結(jié)腸炎嚴(yán)重程度，而通過(guò)三丁酸甘油醋升高盲腸丁酸鹽水平能加重含纖維素膳食飼喂小鼠的結(jié)腸炎嚴(yán)重程度。丁酸鹽水平升高與IL－1β活性增加相關(guān)，而通過(guò)遺傳學(xué)、藥理學(xué)或飲食方式抑制NLRP3能顯著地緩解結(jié)腸炎。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：這些結(jié)果不僅支持可酵解纖維能改善結(jié)腸炎這一概念，同時(shí)警示在一定程度上，益生纖維能導(dǎo)致腸道生態(tài)失調(diào)，并且結(jié)腸丁酸鹽水平過(guò)高也許會(huì)加重IBD。