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益生菌及1,25(OH)2D3对MAFLD作用机制及治疗的研究进展

2022-09-02郝才帅李校天黄红洽

中西医结合肝病杂志 2022年8期
关键词:屏障菌群杆菌

非酒精性脂肪肝疾病(NAFLD)是一系列肝脏疾病,包括非酒精性脂肪肝,非酒精性脂肪性肝炎(NASH),偶尔并发肝纤维化甚至肝硬化。最近,国际专家小组将NAFLD更名为代谢相关脂肪性肝病(MAFLD),重新定义以肝脏脂肪变性为基础,与超重/肥胖、T2D、代谢紊乱相关联,并提出了一系列的诊断标准。同时取消了有无脂肪性肝炎的二分类法则,用肝脏炎症活动度和纤维化程度来划分MAFLD的疾病进程

。目前MAFLD在亚洲的流行率约为29.6%,可能已经超过了西方。

目前MAFLD的一线治疗方案是调整生活方式,如治疗效果不佳可酌情考虑选用相关药物治疗,但疗效并不理想。大量的国内外研究表明,益生菌与1,25-二羟基维生素D

[1,25(OH)

D

]可对MAFLD大鼠肠道黏膜屏障产生影响,延缓MAFLD的进一步发展。肠道黏膜屏障可分为四类:机械屏障、化学屏障、生物屏障和免疫屏障,其中以机械屏障最为重要,主要由紧密连接、粘合连接、缝隙连接和细胞桥粒调控,在调节肠道通透性中起重要作用。本文就益生菌、1,25(OH)

D

对MAFLD作用机制及治疗的最新进展作进一步概述。

1 MAFLD的发病机制

MAFLD的发病机制复杂, 主要包括胰岛素抵抗(IR)引发的肝脏脂质代谢紊乱并进一步触发的活性氧(ROS)生成和内质网应激, 最终引起肝细胞的损伤、凋亡及坏死

。最新研究表明,细胞外囊泡(EVs)可促进肝脏炎症以及纤维化的发展,在MAFLD的发生发展中起着重要作用

Design and Application of Remote Online Monitoring System for Transformer and Circuit Breaker CHEN Wenrui,CHEN Chuang,LIAO Xiaochun(132)

相比于“首次打击学说”以及“二次打击学说”,近来“多次打击学说”更被大众所认可。这些打击包括胰岛素抵抗、脂肪组织分泌的激素、营养因素、肠道微生物群以及遗传和表观遗传因素

。上世纪90年代,Marshall教授首次提出了“肠-肝轴”的概念

,指出肠道与肝脏疾病的发生发展有着密切的联系。肠-肝轴是指胃肠道与肝脏之间通过门脉系统而产生的紧密的解剖和功能关系。肝脏通过门静脉从肠道接收70%的血液供应,因此它是抵御肠源性抗原的第一道防线。其主要包括小肠细菌过度生长(SIBO)、肠道生态不良和肠道通透性增加及“肠漏”。两个器官之间相互作用,包括肠道菌群(IM)相关分子转移到肝脏。其中对于NASH的形成,肠道菌群可能通过几种机制刺激肝脏脂肪沉积:① 调节肠道通透性、低级别炎症和免疫平衡;② 调节饮食中的胆碱代谢;③ 调节胆汁酸的代谢;④ 增加细菌产生的内源性乙醇

2.1 益生菌的作用机制 益生菌又名“微生态调节剂”,根据联合国粮食及农业组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)的定义,益生菌是“适量给予时对宿主健康有益的活微生物”

。大量动物实验及临床研究表明,益生菌主要可以调节肠道菌群,改变肠道菌群结构和数量;降低内毒素和炎症细胞因子水平;改善肠道黏膜屏障的完整性;抑制脂肪在肝脏的积累及胰岛素抵抗。

The physical improvement also shows in his tuition.At the beginning of the novel,Buck is described as“he would have known that trouble was brewing”if he read newspaper.(11)but before Thornton was killed by the Indians,Buck“was oppressed with a senseof calamity happening”.(118)

2 益生菌

肠-肝轴的紊乱在MAFLD的发病机制中起着关键作用。这些包括肠道屏障破坏,肝脏中细菌的移位和炎症反应,如Toll样受体(TLR)信号和炎症小体激活,以及细菌产物成分的变化

。肠道通透性是指外源性大分子的细胞旁转运和细胞外转运。肠道菌群的紊乱可以通过肠道通透性的增加,即“肠-肝轴”,对肝脏产生影响。细菌脂多糖进入血清,即内毒素血症,引起一系列炎症反应,从而导致脂肪肝和肝硬化。

当前研究最多的益生菌是一种常用于肠易激综合征的复合益生菌,VSL#3,其含有8种双歧杆菌和乳杆菌(嗜热链球菌,短双歧杆菌,长双歧杆菌,婴儿双歧杆菌,嗜酸乳杆菌,植物乳杆菌,副干酪乳杆菌和瑞士乳杆菌),目前研究已证实了其治疗MAFLD的作用途径

。新一代益生菌(NGPs)(如黏杆菌)也因其巨大的治疗MAFLD潜力而受到关注

。同时,益生元以及益生菌和益生元的结合体—合生菌,也成为MAFLD治疗研究的热门领域。

3.1 1,25(OH)

D

的作用机制 1,25(OH)

D

是一种多效类固醇激素,皮肤合成或饮食摄取的维生素D在肝脏经过25-羟基化生成25-羟基维生素D3,后者在肾脏经过1-羟基化转化为具有生物活性的1,25(OH)

D

(即骨化三醇)。1,25(OH)

D

可与维生素D受体(VDR)结合并激活核转录因子从而发挥作用,而MAFLD通过诱导肝细胞VDR调节肝脏脂质代谢的关键基因,促进高脂饮食相关的肝脏脂肪变性

。最新临床研究表明,MAFLD的存在和严重程度与肝脏血管生成素样蛋白3(ANGPTL3)和脂蛋白脂酶相关。ANGPTL是VDR介导的基因转录的靶点,ANGPTL3是一种抑制脂蛋白脂酶的肝细胞因子,其实验诱导的失活可降低肝脂肪变性。在人类MAFLD中,则可能与VDR上调对其进行调节有关

。既往研究中,活化的VDR可以上调血管生成素样蛋白8(ANGPTL8)的表达,从而促进甘油三酸酯在人肝细胞中的蓄积,且其mRNA与脂肪变性程度呈正相关

。总之,越来越多的研究表明,1,25(OH)

D

与2型糖尿病、代谢综合征、各种癌症、自身免疫性疾病和心血管事件的发病率增加有关。

第四册AWL覆盖率为5.12%,偏向通用英语。由5可知,第四册各文本AWL覆盖率在范围0.74%-10.84%之间波动,两篇属于通用学术英语文本。由图可知第四册各单元AWL覆盖率相差较大,衔接性较差。

B厂NOx原始值350~400 mg/m3,正常工况下,烟气再循环比例控制在12%~18%,配合SNCR使用,锅炉出口NOx浓度可控制在200 mg/m3以下,达到欧盟2010/75/EU的NOx排放要求,且相比于单独使用SNCR脱硝,药剂消耗量约减少36%。同时,烟气再循环比例达到18%时,炉膛温度约降低50℃左右,可有效控制炉温。另外,运行对比发现,采用烟气再循环可以有效减少炉膛结焦的现象。

2.2 益生菌治疗 国内外多项研究已经证实了益生菌对MAFLD的积极作用。一项针对42例MAFLD患者的随机双盲试验中,经过益生菌持续干预8周,该组患者的空腹血糖、胰岛素、胰岛素抵抗、TNFα和IL-6显著降低

。王薇等

通过比较对照组与各种益生菌药物治疗组共200例MAFLD患者的疗效发现,所有益生菌组可通过改善MAFLD患者肠道微生态,显著改善肝功能。且已有多项Meta分析发现,补充益生菌可以改善MAFLD患者的HOMA、总胆固醇、高密度脂蛋白和TNF-α的预后

。此外,还有多项研究支持益生菌的作用机制。已证实复合益生菌可以调节MAFLD大鼠的肠道菌群,从而抑制因HFD引起的脂质沉积和慢性代谢性炎症

。Mennigen等

发现使用VSL#3干预葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的结肠炎,能够增加紧密连接蛋白Occludin和ZO-1的表达,维持肠黏膜屏障功能。同时,目前大量实验表明植物乳杆菌不同菌株的作用。例如植物乳杆菌NA136不仅减轻了胰岛素抵抗,而且抑制了致病菌的生长,同时促进了益生菌的生长。此外还改善了肠道屏障的完整性,减轻了高脂肪和果糖饮食(HFD/F)诱导的炎症

。徐燕等

发现,植物乳杆菌NCU116处理的MAFLD小鼠肝功能指标显著降低,表明其对MAFLD具有保护作用,并通过激活AMPK和Nrf2通路来抑制脂质代谢和氧化应激。植物乳杆菌MA2菌株可以降低胆固醇和增加肠道益生菌数量

。植物乳杆菌C88菌株可以降低丙氨酸氨基转移酶和天门冬氨酸氨基转移酶水平,还可抑制乙醇诱导的血清TNF-α、IL-6和IFN-γ水平的升高

3 1,25(OH)2D3

益生菌主要有双歧杆菌和乳酸杆菌。随着我们对其认识和了解的深入,针对单一菌群的研究越来越多。目前本团队致力于单一菌群联合1,25(OH)

D

对MAFLD的研究。其中乳酸杆菌隶属于革兰阳性细菌,可将糖转化为乳酸。已有研究证实植物乳杆菌治疗可以降低肝组织丙二醛(MDA)和TNF-α水平,增强过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPAR-γ)表达,减轻NASH大鼠的氧化应激、炎症反应,改善组织病理学

。在对植物乳杆菌不同菌株的研究中,基础研究表明,植物乳杆菌NA136分别通过激活AMPK途径,增加脂肪酸氧化和增加NF-E2相关因子2(Nrf2)的核易位,激活抗氧化途径,从而缓解MAFLD病程

已有研究证明,1,25(OH)2D3通过减轻氧化应激、诱导NRF2核移位和上调编码抗氧化酶基因的表达来保护HFD诱导的MAFLD

。而在临床相关浓度下,脂多糖(LPS)可以通过下调和重新分布紧密连接(TJ)蛋白而导致肠道通透性损伤。1,25(OH)

D

在细胞水平上可以减弱LPS对肠道TJ功能的破坏作用

。Chen等

发现1,25(OH)

D

在体外和体内均能减轻乙醇诱导的肠上皮屏障功能障碍,可能是通过抑制乙醇诱导的活性氧(ROS)生成和肌球蛋白轻链(MLC)磷酸化水平的升高。同时Chen等

发现1,25(OH)

D

通过抑制NF-kB p65介导的MLCK-P-MLC信号通路,保护肠上皮免受TNF-α损伤的屏障功能。而最近的一项研究表明,维生素D通过VDR介导的肝细胞核因子4α(HNF4α)的激活,改善了小鼠模型中的肝胰岛素抵抗和肝脏脂肪变性

3.2 1,25(OH)

D

治疗 在基础研究方面,Nakano等

研究了日光疗法对喂食缺乏胆碱的L-氨基酸(CDAA)饮食的大鼠MAFLD进展的影响,发现在CDAA饲养过程中,25(OH)D3和1,25(OH)

D

的表达水平下降。此外,在MAFLD大鼠模型中,活性维生素D治疗通过抑制p53-p21信号通路和相关的细胞衰老减轻了肝脏炎症和氧化应激

。在临床研究方面,一项前瞻性研究将81例患有维生素D缺乏症的ALT正常或升高的MAFLD患者进行随机分组,结果表明MAFLD患者在改变生活方式的同时给予维生素D,可显著改善血清ALT和血清脂联素水平

。Sharifi等

对53例 NASH 患者进行了一项平行双盲安慰剂对照研究,发现给予50 000 IU维生素D3治疗4月后,改善的维生素D状态可改善治疗组MAFLD患者的血清高敏C反应蛋白和MDA。且有数据表明,取自美国1988-1994年被确定患有MAFLD的4 015人,维生素D水平与肝脂肪变性和纤维化程度呈负相关(

<0.001)

。2019年一项首次调查维生素D水平与MAFLD儿童和青少年之间的关系的Meta分析显示,患有MAFLD的儿童和青少年普遍存在维生素D缺乏症

4 展望

MAFLD作为一种高流行的疾病,在全球约影响四分之一的人口。目前治疗MAFLD的药物多从发病机制入手,如减轻胰岛素抵抗、调节脂质代谢、调节肠道菌群、抗氧化、保护肝细胞以及减肥药等

,但单一使用效果欠佳。MAFLD命名及诊断标准的修订,标志着我们对该疾病的认识不断扩大和深入。但目前肠道通透性的改变是MAFLD发生的原因还是结果仍有待研究。

综上所述,益生菌和1,25(OH)

D

对肠道菌群、脂质堆积、炎症反应、氧化应激等多个途径均有影响,二者极有可能是通过改善肠道菌群以及肠道黏膜屏障发挥作用从而延缓MAFLD的发生及进展。今后可针对二者联合应用对MAFLD作用机制展开进一步研究,这也为肠道屏障靶向治疗药物的研究提供了方向,可以考虑联合两种甚至多种药物,为治疗MAFLD提供更有效的方法。

[1] Eslam M,Newsome PN,Sarin SK,

. A new definition for metabolic dysfunction-associated fatty liver disease: An international expert consensus statement[J]. J Hepatol ,2020, 73(1):202-209.

[2] Wu WCH, Hu XJ, Zhou XM,

. Myeloid deficiency of CCN3 exacerbates liver injury in a mouse model of nonalcoholic fatty liver disease[J]. J Cell Commun Signal ,2018, 12(1):389-399.

[3] Alejandra H,Juan PA,Daniela R,

. Extracellular Vesicles in NAFLD/ALD: From Pathobiology to Therapy[J]. Cells,2020,9(4):817.

[4] Buzzetti E, Pinzani M, Tsochatzis EA. The multiple-hit pathogenesis of non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD)[J]. Metabolism,65(8):1038-1048.

[5] Marshall JC. The gut as a potential trigger of exercise-induced inflammatory responses[J]. Can J Physiol Pharmacol,1998,76(5):479-484.

[6] Aron-Wisnewsky J, Gaborit B, Dutour A, Clement K. Gut microbiota and non-alcoholic fatty liver disease: new insights[J]. Clin Microbiol Infect,2013 ,9(4):338-348.

[7] Kolodziejczyk AA, Zheng D, Shibolet O,

.The role of the microbiome in NAFLD and NASH[J]. EMBO Mol Med,2019,11(2):e9302.

[8] Morelli L, Capurso L. FAO/WHO guidelines on probiotics: 10 years later[J]. J Clin Gastroenterol,2012,46(Suppl):s1-s2.

[9] Borrelli A, Bonelli P, Tuccillo FM,

. Role of gut microbiota and oxidative stress in the progression of non-alcoholic fatty liver disease to hepatocarcinoma: Current and innovative therapeutic approaches[J]. Redox Biol,2018,15:467-479.

[10] Yao MF, Qv LL, Lu YM,

. An Update on the Efficacy and Functionality of Probiotics for the Treatment of Non-Alcoholic Fatty Liver Disease[J]. Engineering ,2020,7(3):1-5.

[11] Duangporn W, Kanjana S, Somying T,

. Lactobacillus plantarum attenuates oxidative stress and liver injury in rats with nonalcoholic steatohepatitis[J]. Pharmacogn Mag,2018,14(58):471-476.

[12] Zhao Z, Wang C, Zhang L,

. Lactobacillus plantarum NA136 improves the non-alcoholic fatty liver disease by modulating the AMPK/Nrf2 pathway[J]. Appl Microbiol Biotechnol,2019,103(14):5843-5850.

[13] Zhao Z, Wang C, Zhang L,

. Lactobacillus plantarum NA136 improves the non-alcoholic fatty liver disease by modulating the AMPK/Nrf2 pathway[J]. Appl Microbiol Biotechnol,2019,103(14):5843-5850.

[14] 王薇,史林平,石蕾,等.肠道益生菌辅助治疗非酒精性脂肪性肝病的临床研究[J].中华内科杂志,2018,57(2):101-106.

[15] Gao X, Zhu Y, Wen Y,

. Efficacy of probiotics in non-alcoholic fatty liver disease in adult and children: A meta-analysis of randomized controlled trials[J]. Hepatol Res,2016,46(12):1226-1233.

[16] Liang Y, Liang S, Zhang Y,

. Oral administration of compound probiotics ameliorates HFD-Induced gut microbe dysbiosis and chronic metabolic inflammation via the G protein-coupled receptor 43 in non-alcoholic fatty liver disease rats[J]. Probiotics Antimicrob Proteins,2018,11(1):175-185.

[17] Mennigen R, Nolte K, Rijcken E,

. Probiotic mixture VSL#3 protects the epithelial barrier by maintaining tight junction protein expression and preventing apoptosis in a murine model of colit-is[J]. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol,2009,296(5): 1140-1149.

[18] Zhao ZJ,Chen L Zhao YJ,

.Lactobacillus plantarum NA136 ameliorates nonalcoholic fatty liver disease by modulating gut microbiota, improving intestinal barrier integrity, and attenuating inflammation[J]. Appl Microbiol Biotechnol,2020,104(12):5273-5282.

[19] 徐燕,吴毅,王胜强,等.植物乳杆菌对非酒精性脂肪肝小鼠的肝保护机制[J].基因组学与应用生物学,2020,39(4):1845-1851.

[20] WangY, Xu N, Xi A,

.EffectsofLactobacillus plantarumMA2isolated from Tibet kefir on lipid metabolism and intestinal microflora of rats fed on high-cholesterol diet[J].Appl Microbiol Biotechnol,2009,84(2):341-347.

[21] Zhao L, Jiang Y, Ni YX,

. Protective effects of Lactobacillus plantarum C88 on chronic ethanol-induced liver injury in mice[J]. J Funct Foods,2017,35(8):97-104.

[22] Bozic M, Guzmán C, Benet M,

. Hepatocyte vitamin D receptor regulates lipid metabolism and mediates experimental diet-induced steatosis[J]. J Hepatol,2016,65(4):748-757.

[23] Barchetta I, Cimini FA, Chiappetta C,

. Relationship between hepatic and systemic angiopoietin-like 3, hepatic Vitamin D receptor expression and NAFLD in obesity[J]. Liver Int,2020, 40(9):2139-2147.

[24] García-Monzón C, Petrov PD, Rey E,

. Angiopoietin-Like Protein 8 Is a Novel Vitamin D Receptor Target Gene Involved in Nonalcoholic Fatty Liver Pathogenesis[J]. Am J Pathol,2018,188(12):2800-2810.

[25] Zhu CG, Liu YX, Wang H,

. Active form of vitamin D ameliorates non-alcoholic fatty liver disease by alleviating oxidative stress in a high-fat diet rat model[J]. Endocr J,2017,64(7):663-673.

[26] Chen SW, Wang PY, Zhu J,

.Protective Effect of 1,25-Dihydroxyvitamin D3 on Lipopolysaccharide-Induced Intestinal Epithelial Tight Junction Injury in Caco-2 Cell Monolayers[J].Inflammation, 2015, 38(1):375-383.

[27] Chen SW, Ma YY, Zhu J,

. Protective effect of 1,25-dihydroxyvitamin D3 on ethanol-induced intestinal barrier injury both in vitro and in vivo[J]. Toxicol Lett,2015,237(2):79-88.

[28] Chen S, Zhu J, Chen G,

. 1,25-Dihydroxyvitamin D3 preserves intestinal epithelial barrier function from TNF-α induced injury via suppression of NF-kB p65 mediated MLCK-P-MLC signaling pathway[J]. Biochem Biophys Res Commun,2015,460(3):873-878.

[29] Zhang H, Shen Z, Lin Y,

. Vitamin D receptor targets hepatocyte nuclear factor 4α and mediates protective effects of vitamin D in nonalcoholic fatty liver disease[J]. J Biol Chem,2020,295(12):3891-3905.

[30] Nakano T, Cheng YF, Lai CY,

. Impact of artificial sunlight therapy on the progress of non-alcoholic fatty liver disease in rats[J]. J Hepatol,2011,55:415-425.

[31] Ma M, Long Q, Chen F,

. Active vitamin D impedes the progression of non-alcoholic fatty liver disease by inhibiting cell senescence in a rat model[J]. Clin Res Hepatol Gastroenterol,2020,44:513-523.

[32] Sakpal M, Satsangi S, Mehta M,

. Vitamin D supplementation in patients with nonalcoholic fatty liver disease: A randomized controlled trial[J]. Jgh Open,2017, 1(2):62-67.

[33] Sharifi N, Amani R, Hajiani E,

. Does vitamin D improve liver enzymes, oxidative stress, and inflammatory biomarkers in adults with non-alcoholic fatty liver disease? A randomized clinical trial[J]. Endocrine,2014,47(1):70-80.

[34] Kim HS, Rotundo L, Kothari N,

. Vitamin D Is Associated with Severity and Mortality of Non-alcoholic Fatty Liver Disease: A US Population-based Study[J]. J Clin Transl Hepatol,2017,5(3):185-192.

[35] Zhu S, Wang Y, Luo F,

. The Level of Vitamin D in Children and Adolescents with Nonalcoholic Fatty Liver Disease: A Meta-Analysis[J]. Biomed Res Int,2019,2019:7643542.

[36] 许炎煌,范建高.非酒精性脂肪性肝病治疗药物研究进展[J].上海医药,2020,41(19):3-6,11.

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