腹腔注射大麻二酚（CBD）对小鼠十二指肠微生物组谱的剂量依赖性影响

《Current Genetics》：Effect of intraperitoneal cannabidiol (CBD) injection on intestine microbiome profile in a mouse model

为解决CBD非口服途径（如吸入）对肠道菌群影响的研究空白，研究人员开展了一项关于腹腔注射CBD对小鼠十二指肠微生物组影响的研究。结果表明，CBD对肠道菌群的影响呈剂量依赖性，低剂量（0.2 mg/kg）和高剂量（20 mg/kg）均显著改变了菌群结构，而中剂量（10 mg/kg）影响较小。该研究揭示了CBD通过内源性大麻素系统（ECS）调节肠道菌群的新机制，为理解CBD的全身性作用提供了重要依据。

　　

随着大麻二酚（CBD）在化妆品、食品、医疗产品及膳食补充剂中的广泛应用，其安全性及对全身健康的影响日益受到关注。近年来，越来越多的证据表明，CBD的摄入可能通过影响肠道微生物组来调节机体健康。然而，现有研究多集中于口服途径或疾病模型，对于非口服途径（如吸入，一种常见的CBD摄入方式）在健康个体中对肠道菌群的影响，尤其是对微生物丰度较低但功能关键的小肠（如十二指肠）的影响，尚缺乏系统性的研究。为了填补这一空白，来自克拉科夫农业大学的Igor Jasielczuk及其团队在《Current Genetics》上发表了一项研究，旨在探究不同剂量腹腔注射CBD对小鼠十二指肠微生物组谱的影响，以模拟非口服途径的全身性效应。

为了回答上述问题，研究人员设计了一项严谨的动物实验。他们选取了约60日龄的雄性C57BL/6J小鼠，随机分为四组，分别接受为期28天的腹腔注射：对照组（安慰剂）、低剂量组（0.2 mg/kg）、中剂量组（10 mg/kg）和高剂量组（20 mg/kg）。实验结束后，收集小鼠十二指肠内容物，利用QIAmp PowerFecal DNA试剂盒提取总DNA。随后，通过Illumina MiSeq平台对细菌16S rRNA基因的V3-V4区域进行高通量测序。获得的原始测序数据在QIIME2软件中进行质控、过滤和去噪，生成扩增子序列变体（ASVs）。利用MicrobiomeAnalyst软件进行Alpha多样性（Observed Features、Shannon指数、Simpson指数）和Beta多样性（Bray-Curtis距离、Jaccard距离、Jensen-Shannon散度）分析，以评估菌群多样性和群落结构差异。最后，采用EdgeR工具进行差异丰度分析，以识别不同处理组间具有统计学显著差异的菌群。

Sequencing statistics, biodiversity analysis, and taxonomic classification

测序结果显示，所有样本共获得2,333,646条原始读长，经过滤后得到1,041,816条高质量读长，平均每个样本43,409条。在门水平上，所有样本共鉴定出9个门，其中厚壁菌门（Firmicutes）在所有组中均占主导地位（48.2%-68.2%），其次是拟杆菌门（Bacteroidota）和疣微菌门（Verrucomicrobiota）。在属水平上，Lachnospiraceae_NK4A136_group、Muribaculaceae和Akkermansia是优势菌属，三者合计占相对丰度的近一半。Alpha多样性分析表明，各处理组与对照组之间在菌群丰富度和多样性上均无显著差异。然而，Beta多样性分析在属水平上揭示了显著的群落结构差异，特别是在对照组与CBD处理组之间，表明CBD的干预改变了十二指肠微生物的群落组成，而非单纯增加或减少物种数量。

Relative abundance

相对丰度分析进一步证实了CBD对菌群结构的影响。在门水平上，厚壁菌门在CBD处理组中的相对丰度普遍低于对照组，而拟杆菌门、疣微菌门和脱硫弧菌门（Desulfobacterota）的相对丰度则有所增加。在属水平上，Lachnospiraceae_NK4A136_group在对照组中丰度最高，而在CBD处理组中其丰度呈下降趋势；相反，Akkermansia属在CBD处理组中表现出明显的丰度增加。值得注意的是，中剂量组（10 mg/kg）的菌群丰度谱与对照组最为相似，而低剂量和高剂量组则表现出更明显的偏离。

Differential analysis

差异分析揭示了CBD对菌群影响的剂量依赖性特征。在门水平上，低剂量（0.2 mg/kg）和高剂量（20 mg/kg）CBD处理组均表现出显著的差异：与对照组相比，变形菌门（Proteobacteria）和蓝藻门（Cyanobacteria）的相对丰度显著增加，而弯曲菌门（Campilobacterota）和厚壁菌门的相对丰度显著降低。在属水平上，低剂量和高剂量组与对照组相比，分别有13个和12个菌属发生了显著变化。其中，葡萄球菌属（Staphylococcus）在所有CBD处理组中均显著减少，而Dubosiella属在低剂量和高剂量组中显著增加。此外，Tuzzerella属在所有CBD处理组中均显著增加，而Jeotgalicoccus属则显著减少。这些结果表明，CBD对十二指肠微生物组的影响是复杂且剂量依赖的，低剂量和高剂量均能引起显著的菌群扰动，而中剂量的影响相对较小。

本研究首次系统性地揭示了腹腔注射CBD对小鼠十二指肠微生物组谱的剂量依赖性影响。研究结论表明，CBD对肠道菌群的影响并非线性，而是呈现出“U”型或“J”型曲线特征，即低剂量（0.2 mg/kg）和高剂量（20 mg/kg）均能显著改变菌群结构，而中剂量（10 mg/kg）的影响相对温和。这种剂量依赖性效应可能与CBD作为大麻素受体1（CB1）的负向变构调节剂有关，通过调节内源性大麻素系统（ECS）间接影响肠道免疫和代谢，进而重塑菌群。研究观察到，CBD处理导致厚壁菌门丰度下降，而疣微菌门（特别是Akkermansia属）丰度上升，这与先前关于CB1受体拮抗剂的研究结果一致，提示CBD可能通过抑制CB1受体信号通路来发挥其对菌群的调节作用。Akkermansia muciniphila作为一种具有益生潜力的细菌，其丰度的增加通常被认为与改善肠道屏障功能、减轻炎症和代谢紊乱相关。然而，研究也发现Lachnospiraceae_NK4A136_group（一种重要的短链脂肪酸产生菌）丰度下降，这提示CBD对菌群的影响是双刃剑，可能同时带来有益和潜在不利的代谢后果。此外，研究还发现CBD处理降低了Helicobacter属的相对丰度，尽管未达到统计学显著性，但仍提示CBD可能对某些潜在致病菌具有抑制作用。总之，这项研究为理解CBD通过非口服途径对肠道微生态的全身性调节作用提供了新的实验证据，强调了剂量在CBD生物学效应中的关键作用，并为未来开发基于CBD的精准干预策略提供了重要的科学依据。