添加凝固芽孢杆菌（Bacillus coagulans）和干酪乳杆菌（Clostridium casei）的益生菌复合物对大鼠因5-氟尿嘧啶（5-fluorouracil）引起的肠道屏障损伤的影响

《Clinical Nutrition ESPEN》：Effects of the administration of probiotic complexes of Bacillus coagulans and Clostridium casei on intestinal barrier damage induced by 5-fluorouracil in rats

本研究通过建立5-FU诱导大鼠肠道屏障损伤模型，探讨益生菌复合物（Bacillus coagulans和Clostridium casei）的干预效果。结果显示，益生菌显著改善肠道机械、化学、免疫及生物屏障功能，降低炎症因子IL-1β、IL-6、MPO、TNF-α和LPS水平，上调紧密连接蛋白MUC-2、occludin和claudin表达，并调节菌群结构及短链脂肪酸代谢。

　　

张春波|李泽群|曹守根|刘晓东|田玉龙|徐建飞|孟成|刘甘|钟浩|张鹏|周彦兵

中国青岛市青岛大学附属医院胃肠外科

摘要

背景与目的

使用5-氟尿嘧啶（5-FU）等抗肿瘤药物治疗后，肠道屏障损伤现象普遍存在，但目前仍缺乏基于基础研究证据的预防和有效管理策略。本研究旨在探讨益生菌复合物对5-氟尿嘧啶（5-FU）诱导的大鼠肠道屏障损伤的影响及其潜在机制。

方法

在2个月大的雄性SD大鼠（体重240至260克）中建立肠道屏障损伤模型，通过腹腔注射5-FU（70 mg/kg/d）进行诱导，并通过灌胃给予益生菌复合物（1×10⁹ CFU/ml或1×10⁸ CFU/ml）。监测动物的体重、食物摄入量和腹泻情况，并在第9天实施安乐死。选择2个月大、体重240至260克的雄性Sprague-Dawley（SD）大鼠，将其分为实验组和对照组，每组6只。通过腹腔注射5-氟尿嘧啶建立腹泻和肠道屏障功能障碍模型：对照组（n = 6）腹腔注射生理盐水（70 mg/kg）；5-氟尿嘧啶组（n = 6）腹腔注射5-氟尿嘧啶（70 mg/kg，DBL?，Mayne Pharma Pty Ltd，澳大利亚维多利亚州）；低剂量益生菌组（PL，1×10⁸ CFU/mL，n = 6）和高剂量益生菌组（PH，1×10⁹ CFU/mL，n = 6）从第1天至第5天也腹腔注射5-氟尿嘧啶。每天一次用含有1×10⁹ CFU/mL或1×10⁸ CFU/mL益生菌混合物的磷酸盐缓冲盐水（PBS）灌胃大鼠，持续8天。对照组和5-氟尿嘧啶处理组从第1天至第8天每天灌胃2 mL PBS。监测动物的体重、食物摄入量和腹泻情况，并在第9天实施安乐死。收集结肠和不同小肠段的组织样本进行组织病理学检查。通过苏木精-伊红染色、电子显微镜、酶联免疫吸附测定、Western blotting、实时荧光定量逆转录聚合酶链反应和免疫荧光技术检测血清炎症因子水平以及回肠组织中紧密连接蛋白和黏蛋白-2的表达水平。同时收集粪便样本进行16S rRNA基因测序和短链脂肪酸检测。

结果

与对照组相比，益生菌复合物干预显著增加了实验组动物的食物摄入量（P < 0.05），延缓了体重下降（P < 0.05），缓解了腹泻（P < 0.05），并改善了回肠黏膜损伤的组织病理学评分（P < 0.05）。益生菌复合物干预降低了空肠中IL-1β（P < 0.05）、IL-6（P < 0.001）、MPO（P < 0.001）、TNF-α（P < 0.001）和LPS（P < 0.001）的水平，同时提高了抗炎因子IL-10的水平（P < 0.05）。此外，黏蛋白-2以及黏膜屏障蛋白occludin和claudin的基因表达水平上调（P < 0.05）。结肠中的乙酸、丙酸和异丁酸含量增加，尤其是丁酸浓度显著升高（P < 0.01）。该干预措施显著逆转了Firmicutes菌群的减少以及Aspergillus菌群的增加（P < 0.001），并降低了Akkermansiaceae菌群的富集（P < 0.001）。此外，干预组中产丁酸的细菌（包括Lactobacillus、acidophilus、Clostridium、UCG-014、Muridae和Lachnospiraceae NK4A136）数量显著增加。

结论

含有Bacillus coagulans和Clostridium casei的益生菌复合物能够改善肠道的机械、化学、免疫和生物屏障功能，对5-氟尿嘧啶诱导的大鼠肠道屏障损伤具有保护作用。其潜在机制尚需进一步阐明。