来源:微信公众号“Research科学研究”


近期,浙江大学 李兰娟院士 团队报道了一种益生元白藜芦醇(RSV)和唾液乳杆菌Li01(Li01)联合制剂缓解DSS诱导的小鼠结肠炎,该联合制剂不仅可以提高了益生菌的 定植 能力,也解决了RSV 低生物利用度 的问题,该研究以题为“The Role of Dihydroresveratrol in Enhancing the Synergistic Effect of Ligilactobacillus salivarius Li01 and Resveratrol in Ameliorating Colitis in Mice”发表在 Research 上。
研究背景
肠道菌群失调和代谢紊乱与 炎症性肠病 (IBD)的发生发展密切相关,研究表明采用微生态调节剂(益生元、益生菌和后生元等)可通过调节肠道微生物群来改善疾病。
实验室前期研究已发现唾液乳杆菌Li01(CGMCC7045)的摄入能够促进结肠炎小鼠肠道菌群结构和 肠道屏障功能 的恢复,并展现出潜在的抗炎作用。
此外,多项研究表明植物多酚白藜芦醇(Resveratrol, RSV)也具有良好的 抗炎作用 ,RSV为亲脂性化合物,口服摄入后生物利用率极低,绝大多数则进入肠道菌群,并在肠道菌群中代谢,然而RSV经体内代谢后的代谢产物具有较高的 生物活性 ,RSV作为一种潜在益生元。本研究旨在研究Li01和RSV对IBD的协同治疗作用,并阐明其作用机制。
研究进展
浙江大学李兰娟院士团队创新性地使用Li01与RSV 联合制剂 治疗DSS诱导的小鼠结肠炎,并通过研究Li01定植与RSV代谢之间的关系,阐明了RSV代谢产物二氢白藜芦醇(DHR)在二者协同治疗结肠炎中发挥的 关键作用 。
该研究具体内容如下:首先,为了探索RSV和Li01联合制剂对结肠炎症的影响,对DSS诱导的C57/BL6结肠炎小鼠进行不同干预,分别为PBS、RSV、Li01和RSV+Li01。结果发现与其他组相比,喂食RSV+Li01的小鼠结肠更长, 脾脏质量 更低,结肠损伤评分较低,紧密连接蛋白表达增加,表明联合制剂具有更好的 抗炎与保护肠道屏障作用 (图1)。此外,联合制剂可提高肠道内有益菌的丰度,改变肠道菌群代谢功能,其中色氨酸代谢相关途径改变 最为显著 (图2)。

图1 RSV+Li01联合制剂对结肠炎具有更好的治疗作用

图2 RSV+Li01联合制剂调节肠道菌群组成和代谢水平
基于联合制剂良好的治疗效果,作者利用具有不同肠道菌群结构的小鼠模型和液-质联用色谱方法探索RSV与Li01的相互作用。Li01在无菌小鼠中成功定植后,喂食含有RSV的无菌饲料,研究发现喂食RSV后无菌中的Li01的浓度可维持在7.5 log CFU/g以上。与Li01定植前的无菌鼠相比,Li01定植后RSV三种 主要代谢产物 显著增加,包括DHR、白藜芦醇硫酸盐(RES-sulfate)和白藜芦醇葡糖醛酸盐(RES-glucuronide)。其中DHR增加了100倍左右(图3)。
在普通C57/BL6小鼠(无特殊病原体)和DSS诱导的结肠炎小鼠中,RSV的摄入均可显著提高肠道内乳杆菌的 丰度 ,然而RSV的摄入仅显著增加代谢产物DHR的浓度,其他两种代谢物则检测不到(图4)。这些结果表明Li01的定植可以促进RSV向其具有更高生物活性的 代谢产物 转化,其中DHR是RSV在炎症小鼠中的主要代谢物,是二者协同治疗结肠炎中的重要 调节因子 。

图3 RSV与Li01在无菌小鼠中的相互作用

图4 RSV与Li01在肠道菌群参与下的相互作用
随后,作者通过验证小鼠结肠组织和Caco-2细胞模型中的芳香烃受体(AHR)和血清素通路相关受体和蛋白表达变化来确定RSV和Li01联合制剂的抗炎机制。结果发现DHR/RSV比例升高可激活肠道内AHR的表达,并通过调节Tph1、SERT和5-HT7R的表达影响 血清素水平 ,从而有效 缓解 小鼠结肠炎,进一步证实了DHR在联合制剂发挥抗炎效果中的关键作用(图5)。

图5 DHR激活AHR并影响血清素通路
未来展望
RSV和Li01联合制剂, RSV因其在促进益生菌生长的同时,自身可转化为更具有 生物活性 的代谢物。二者联用不仅提高了益生菌的生物活性,也解决了RSV低生物利用度的问题,使其成为具有更高生物活性的益生元的前体(隐生元)。该研究中提出的联合制剂不仅为治疗结肠炎提供 新剂型 ,也开创了通过调节肠道 微生态 治疗疾病的崭新的研究方向。
作者简介
李兰娟院士 现任浙江大学医学院传染病诊治国家重点实验室主任,国家感染性疾病临床医学研究中心主任,感染性疾病诊治协同创新中心主任,2005年当选为中国工程院院士,主要从事人工肝治疗衰竭治疗、肝病肠道微生态等研究。李兰娟院士创建了独特有效的 李氏人工肝系统 ,治疗重型肝炎肝衰竭;从微生态角度来审视感染的发生、发展和结局, 率先 全面揭示肝病肠道微生态宏基因组变化规律,创立微生态干预防治重症肝病新策略,为感染防治提供崭新思路。
姚铭飞 博士现任职于浙江大学医学院传染病诊治国家重点实验室,为感染性疾病协同创新中心成员。2015年在美国麻省大学阿默斯特分校获得博士学位。 研究方向 主要为用益生菌制剂调节肠道微生态防治肠肝疾病。