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探析植物乳杆菌胞外产物对非酒精性脂肪肝损伤保护作用的研究

2021-08-25徐燕林星王胜强

中外医疗 2021年18期
关键词:胞外胆碱磷脂

徐燕,林星,王胜强

重庆大学附属肿瘤医院综合科,重庆 400030

非酒精性脂肪肝病(NAFLD)具有广泛的作用,是世界上最常见的慢性肝病。 NAFLD是代谢综合征的肝脏表现,在肥胖和糖尿病患者中非常常见,包含从简单脂肪变性到非酒精性脂肪性肝炎,纤维化和终末肝硬化的一系列肝脏病理变化。在10~20年的时间中,有2%~3%的NAFL患者和15%~20%的NASH患者会发展为肝硬化,到下一个十年末,NAFLD将会成为导致肝病、肝移植和肝癌的主要原因。尽管近年来对NAFLD的研究有了更深入的了解,但其发病机理仍知之甚少,治疗选择也受到限制.NAFLD治疗的基础是生活方式的改变,包括饮食和习惯的改变,运动的增加和体质量减轻。但是,很少有患者能够达到其目标体质量并在很长一段时间内继续改变他们的生活方式。因此,开发用于NAFLD的有效疗法是重要的临床目标。

1 肠道微生物失调与肝疾病

肠道微生物包含多种微生物(主要是细菌),有助于消化,提取能量并拮抗病原体的定殖。肠道微生物是指正常的肠道菌群,可能是由多种环境,免疫或宿主因素,以及沙巴病毒,胃液pH值变化或肠蠕动障碍引起。在脂肪肝疾病中,从描述性人体实验中获得了肠道疾病和肝损害相结合的证据。14 CD-木糖和果糖呼气试验相结合,确定了小肠细菌与增加的小肠细菌之间的NASH联系证据还表明,NAFLD患者的微生物数量发生了变化。在动物实验中,微生物处理可提供强有力的证据,证明肥胖症和NAFLD中肠道菌群受到调节。小鼠的肥胖症和胰岛素抵抗相比,两种不同的饮食方法可引起小鼠体质量减轻,从而导致大量的微生物生态。添加抗生素后,胰岛素抵抗(NAFLD的一个关键特征)得到改善[1]。细菌仍然很重要,另一项研究表明,无胚胎小鼠肝纤维化的严重性增加[2]。例如,向幼鼠注射低剂量抗生素会导致结肠微生物区系的不断变化,从而导致更多的SCFA产生以及肝脏脂质和胆固醇的代谢[3]。很少有人对人类进行过类似的实验。这些结果表明,肠道微生物的变化可用于提高人胰岛素敏感性,这可用于治疗脂肪肝[4]。为支持这些发现,微生物菌群的代谢物和作用(微生物代谢物)似乎根据宿主的代谢表型而不同。肠道微生物疾病可通过影响脂肪因子、抗炎剂、抗炎剂和脂肪酸的氧化而直接影响脂肪组织,然后对下游肝脏产生重要影响[5]。尽管有这些发现,但肠道细菌的总数和分布,不同群体的相对丰度,某些有害微生物的存在,微生物生长的代谢功能,宿主遗传学或这些因素的组合在NAFLD中是否在发病机理中起着重要作用。另外,迄今为止很少受到关注的微生物群组分,例如真菌,可能具有显着的调节作用。例如,念珠菌可以分解淀粉并释放被诸如普雷沃特氏菌(Bacteroides)和瘤胃(Firmicutes)之类的细菌发酵的糖,这增加了肠道中食物的能量摄入,而肠道也是肝脏使用的能源[7]。

甘油磷脂途径中的代谢产物胆碱、甘油磷酸胆碱、磷酸胆碱等明显增加;添加植物乳杆菌胞外产物后,甘油磷脂代谢途径中的重要中间代谢产物显著减少,从而改善了胆碱代谢,对脂质有益。另外,磷脂的减少意味着肝脂质产生的减少,表明植物乳杆菌胞外产物FRT4和FRT10可以通过调节甘油磷脂代谢来调节肝脂质代谢。植物乳杆菌胞外产物治疗组中的D-麦芽糖、麦芽三糖、蔗糖和麦芽五糖显著减少,从而减少了脂质的产生[6]。 此外,嘌呤、嘧啶、氨基酸等也发生显着变化,具体作用有待进一步研究,见图1。

图1 植物乳杆菌胞外产物的降脂机制

FRT4和FRT10均可显著减少甘油磷脂代谢途径中的胆碱和磷酸胆碱(P<0.05)。FRT4可以显著降低甘油磷酸胆碱和sn-甘油-3-磷酸乙醇胺(P<0.05)。胆碱是维持肝功能的必需营养物质,是磷脂的重要组成部分,胆碱主要从小肠吸收,并在肝脏中完全代谢[7]。胆碱也是磷脂酰胆碱(PC)的重要前体,主要涂有极低密度脂蛋白颗粒的磷脂。胆碱在极低密度脂蛋白(VLDL)中也起着重要作用,VLDL是肠道中的宿主微生物,并与co相互作用,Ne NAFLD是其发病机理的潜在因素。胆碱代谢的主要靶标可能是肝脏,主要是磷脂酰胆碱(PC)。先前研究表明,胆碱摄入量与NAFLD风险之间存在显著的负相关性。该结果与先前的研究不一致:在小鼠中,胆碱相关的代谢产物(例如胆碱,磷脂酰胆碱和3-磷酸甘油)减少。报告说,胆碱越多,肝脂肪变性,NASH和小叶炎症的风险就越大。在该研究中,与CT组相比,结果显示HFD导致胆碱代谢减少,这可能减少VLDL从肝细胞流出并促进炎症。胆碱的生物利用度降低可能导致小鼠和人类的NAFLD和葡萄糖代谢的改变。 FRT4干预组的胆碱浓度明显低于模型组 (P<0.05),植物乳杆菌胞外产物干预后观察到的甘油磷酸胆碱明显降低。过量胆碱、甘油磷酸胆碱、磷酸胆碱和CDP-胆碱也与脂肪积累呈正相关,与先前的研究一致。即肥胖小鼠中甘油磷脂代谢产物水平的增加与脂肪积累相关[8]。先前的研究还表明,血浆游离胆碱水平与肝脂肪变性和纤维化呈正相关。与其他饱和脂肪(如棕榈酸酯和肉豆蔻酸)相比,硬脂酸是TG合成的非常弱的底物。用植物乳杆菌胞外产物治疗后,单糖向肝脏的转运增加,这促进了肝脂肪的产生和脂肪变性。肥胖引起的胰岛素抵抗的增加与肥胖小鼠肝脏单糖和二糖水平的增加呈正相关。单糖可以直接激活肝SREBP-1和激活肝脂肪酶。 SREBP-1的活化进一步刺激脂肪酶和脂肪积累。在该项研究中,发现添加植物乳杆菌胞外产物后,在喂食HFD的小鼠中SREBP-1被下调。因此,推测植物乳杆菌胞外产物可通过调节肥胖小鼠肝脏中的甘油磷脂代谢和葡萄糖代谢来增强肝脏脂质的积累[9]。

2 植物乳杆菌胞外产物对非酒精性脂肪肝损伤保护作用

非酒精性脂肪肝患者通常会患有全身性慢性炎症。高脂饮食引起的肥胖小鼠肝脏,肌肉和脂肪组织中各种炎症因子的表达水平升高,例如白细胞介素6(IL-6),TNF-α 和白细胞介素1(IL-1)[10]和单核细胞趋化蛋白1(MCP-1)等,与胰岛素抵抗的发生有关。肠道上皮是与肠道微生物相互作用的最大横截面,而肠道自然免疫系统是与菌群与宿主之间相互作用相关的最重要因素之一。一方面,这种共生关系导致病原微生物的破坏,同时促进了对共生体的耐受性,从而创造了一种有益的生态位,并不断与肠道微生物接触。肠道菌群可以通过几种机制引起慢性全身性炎症。宿主共生细菌通过病原体相关的微生物模型(PAMP)与病原体相关,包括LPS、脂蛋白酸(LTK)[11],鞭毛蛋白,双链或单链RNA和DNA以及上皮细胞。细胞特异性电荷受体(TLR)和胃肠道树突状细胞 (树突状细胞,DC)会影响免疫系统。 TLR是完整的膜模式识别受体家族,在先天免疫系统中起重要作用,并且在维持这种平衡方面非常重要。宿主通过3种方式识别细菌细胞:①通过与黏膜DC的TLR相互作用;细菌迁移后,与淋巴样M细胞上皮DC相互作用而不会降解;连接到肠上皮细胞,呈现PAMPDC[12]。PAMP结合导致主要反应基因My D88与衔接子蛋白向TLR的髓样分化相关。My D88蛋白的第二个域与白介素1受体相关的IRAK激酶 (IRK1和IRK4)相互作用。IRK4通过融合另一种衔接蛋白TNF受体相关因子TRAF6使IRK1磷酸化。TRAF6与增殖相关的蛋白激酶MAP2K,转化生长因子TAK,TAK结合蛋白1或NF-κB诱导的激酶NIK相关。因此,IκB激酶(IKK)磷酸化NF-κBIKB抑制剂磷酸化并激活,释放NF-κB,迁移到细胞核,并触发各种细胞因子,趋化因子,粘附分子和急性期,蛋白质转录如IL-1β,IL-1β IL-8在大多数细胞中激活NF-κB并抑制细胞凋亡[13-14]。见图2。

图2 肠道微生物群、宿主先天免疫和代谢炎症的作用机制

通过消化革兰阴性细菌在肠道中不断产生细菌LPS,它是与微生物相关的因子。它与CD14受体形成复合物,并由免疫细胞表面上的TLR4受体建立,以诱导TLR4诱导炎症反应它可以触发炎症级联反应,包括途径)[15]。TNF-αB刺激TNF-αTNF-α[16]释放引起脂质过氧化和肝细胞纤维化,从而促进脂肪肝进程,脂多糖可破坏肠道微绒毛。并破坏肠道抑制功能,引起肠道通透性增加,致病菌和LPS迁移,并进入肝门静脉,然后肝细胞功能受损并促进脂质变性。植物乳杆菌胞可以改善肠道菌群失衡,降低致病菌的数量,提高肠道菌的防御能力,进而影响肠道上皮细胞。

综上所述,植物乳杆菌NCU116是该研究的主题。通过建立调节肠道菌群、便秘、高脂血症、结肠炎和糖尿病的动物模型,可以全面评估该细菌的体内活性及其潜在的益生菌特性。C1通过在小鼠中施用不同剂量的植物乳杆菌NCU116来评估益生菌对肠道微生态平衡的影响。植物乳杆菌NCU116能促进乳杆菌和双歧杆菌的生长,抑制肠杆菌和肠球菌的生长,此外还能产生短链脂肪酸,降低血脂水平,抑制氧化应激,调节血清细胞因子有一定的作用。研究证实,植物细菌NCU116对肠道菌群的调节有一定作用。

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