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【科研进展】饮食与肠道微生物群的相互作用改变小鼠的肠道通透性和结肠炎严重程度

[作者:生化室   来源: 本站原创   发布时间:2019-07-05   ]

炎症性肠病(IBD)包括溃疡性结肠炎(UC)和克罗恩病(CD),是一种特殊的慢性肠道炎症性疾病,这种病会从直肠蔓延至全结肠,甚至全消化道。我国IBD发病率有不断攀升的趋势。根据国内文献报道,近5年的病例数是上世纪90年代同期的8倍,IBD已逐渐成为我国消化科的常见病。

目前,很多研究表明炎症性肠病的严重程度与肠道微生物组成有很大关系,并且饮食能够影响肠道微生物的组成,从而加剧或预防炎症性肠病。西奈山伊坎医学院的教授Faith, Jeremiah J.,为了弄清楚营养素和微生物群之间的相互作用,以及对小鼠结肠炎严重程度的影响,用40多种独特饮食喂养特定无病原体(SPF)和无菌(GF)小鼠,研究不同膳食营养素对小鼠结肠炎严重程度的调节作用。

将每种饮食随意喂食5-15C56BL / 6J SPF小鼠1周,一周后继续用相同饮食喂食小鼠,同时在其饮用水中添加3DSS以诱导肠损伤和炎症疾病。我们发现大多数蛋白质会加重疾病,欧车前(洋车前草)最能缓解疾病程度,而甲基纤维素会导致更严重的疾病,膳食脂肪对实验性结肠炎严重程度有影响但很小。

用高酪蛋白饮食和低酪蛋白饮食喂食小鼠,小鼠的DSS模型显示,高酪蛋白饮食会降低小鼠的存活率,通过降低小鼠肠道微生物多样性,增加肠道微生物密度,从而促进促炎因子TNF-α和炎症因子IL-10的分泌,加重炎症性肠病。并且高酪蛋白饮食会增加肠屏障通透性,这是微生物群依赖的。同时高酪蛋白饮食会减少参与细胞粘附的相关基因的表达,以及减少肌动蛋白细胞骨架和中间丝组织相关基因的表达。总之高酪蛋白饮食增加了肠炎的严重程度。

用欧车前和纤维素喂食小鼠,结果显示,高欧车前饮食显著的增加了小鼠的生存率,高欧车前饮食还通过增加小鼠的肠道微生物多样性,降低微生物密度,使肠道中丁酸盐和CD4+ FoxP3t的浓度增加,从而缓解肠道炎症。同时欧车前在减少DSS病理学中的益处是快速且短暂的, 在未受攻击的小鼠中,欧车前能改善肠屏障通透性,并且能增加与免疫应答相关基因的表达。这些结果表明欧车前正在增强抗菌免疫力,限制微生物进入宿主组织,并限制微生物密度,可能是因为与欧车前相关的微生物群落的多样性而带来的一些益处。

由于人的饮食都是多种营养素的组合,所以检测了酪蛋白与欧车前的组合饮食对肠炎的影响,结果显示,高欧车前与低酪蛋白的组合饮食具有最好的预防炎症性肠炎的效果。所以在轻度至中度IBD的情况下,选择高的膳食纤维与低的蛋白质摄入能最大化保持肠屏障功能,减小肠损伤。饮食改变可能单独或与当前免疫抑制疗法相关联,用于治疗CDUC,并最终预防IBD疾病的发作。



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