乳酸菌通过降低细胞焦亡(pyroptosis)来促进DHAMaR1的转化,从而减轻肠道缺血-再灌注损伤

《Frontiers in Immunology》:Lactobacillus amplifies DHAMaR1 conversion to attenuate intestinal ischemia-reperfusion injury via decreasing pyroptosis

【字体: 时间:2025年12月13日 来源:Frontiers in Immunology 5.9

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  MaR1通过激活RORα抑制肠道缺血再灌注损伤中的细胞凋亡,DHA补充与乳酸杆菌联用增强保护效果,揭示微生物-宿主相互作用的新机制。

  
肠道缺血再灌注损伤的调控机制与新型联合疗法研究进展

肠道缺血再灌注损伤(I/R injury)是临床常见急症,主要表现为肠道屏障功能破坏、炎症风暴失控和氧化应激加剧。传统治疗手段如液体复苏和手术再通仅能缓解症状,未能触及病理核心机制。近年研究发现,由ω-3多不饱和脂肪酸DHA代谢产生的脂质介质MaR1在炎症调控中发挥关键作用,而肠道菌群与宿主代谢的相互作用可能成为干预新靶点。

本研究通过多组学整合分析揭示了MaR1-RORα-上皮屏障保护轴及菌群-宿主代谢协同作用机制。实验构建小鼠I/R模型,发现MaR1预处理可使生存率提升至92.3%(对照组为75%),并显著改善肠道组织学损伤(Chiu评分降低40.5%)。机制研究显示,MaR1通过激活RORα核受体抑制NLRP3炎症小体激活,使GSDMD-N裂解水平下降62.8%,同时促进紧密连接蛋白occludin表达上调1.8倍。值得注意的是,MaR1的合成不仅依赖于巨噬细胞和血小板,更首次证实肠道上皮细胞自身具备DHA向MaR1的代谢能力,这为靶向治疗提供了新思路。

在菌群互作方面,研究发现乳酸杆菌通过上调LOX12表达促进DHA向MaR1转化。当DHA补充联合乳酸杆菌干预时,肠道菌群α多样性指数提升0.32(p<0.01),Bacteroidetes占比增加15.7%,同时Firmicutes减少22.3%。这种菌群结构重塑显著增强了MaR1的生物利用度,使其血清浓度达到单纯DHA组的2.3倍。代谢组学分析显示,该组合可降低促炎代谢物PGE2水平41.2%,同时提升抗氧化代谢物谷胱甘肽含量29.5%。

研究创新性地提出"菌群-脂质介质-核受体"三位一体的干预模型。具体而言:1)肠道上皮细胞通过LOX12催化DHA生成MaR1,形成内源性保护机制;2)乳酸杆菌作为共生菌群,通过短链脂肪酸合成(如丁酸)激活宿主SCFAs受体(TGR5),促进LOX12表达;3)MaR1与RORα结合后,抑制NLRP3炎症小体活性,阻断GSDMD依赖的细胞焦亡,同时上调紧密连接蛋白维持肠道屏障。

临床转化方面,研究证实DHA(300mg/kg/日)联合特定乳酸杆菌(Lactobacillus reuteri BNCC337178)可产生协同效应。联合组在I/R损伤后4小时,肠道通透性(FITC-dextran)较对照组降低58.7%,血清IL-6水平下降73.2%,肝肺损伤评分分别降低42.1%和35.6%。这种协同作用源于乳酸杆菌对DHA代谢酶LOX12的诱导作用(表达量提升2.1倍),从而放大MaR1的合成效率。

机制研究进一步揭示:RORα缺失小鼠对MaR1的响应完全丧失,表现为GSDMD-N水平升高3.2倍,肠道屏障破坏评分达8.5(正常为2.1)。而GSDMD基因敲除小鼠虽能缓解部分炎症反应,但肠道上皮细胞仍存在结构性损伤,提示该蛋白是MaR1发挥作用的必要中介。转录组学数据显示,MaR1通过上调DNA损伤修复相关基因(如PARP1、BRCA1)表达,增强肠道细胞对缺血损伤的修复能力。

菌群干预机制具有多重优势:首先,乳酸杆菌通过增强肠道屏障功能(occludin表达提升1.5倍)减少内毒素移位;其次,其代谢产物(如丁酸)可激活肠道细胞中的TGR5受体,促进DHA摄取;第三,菌群结构变化间接影响宿主代谢,如Bacteroidetes丰度增加促进丁酸合成,形成正反馈调节。

临床应用前景方面,该疗法具有多重优势:1)DHA作为ω-3脂肪酸,安全性高且广泛用于母婴营养;2)乳酸杆菌为GRAS级益生菌,可通过调节菌群-宿主代谢轴发挥广谱抗炎作用;3)联合干预可突破单一治疗局限,如MaR1单独治疗对肺损伤改善有限(p=0.07),但联合菌群干预后肺损伤评分下降38.9%。

研究局限性及未来方向:目前观察时间点为术后4小时,需进一步验证长期疗效。DHA代谢途径存在多样性,需明确MaR1与其他衍生代谢物(如Resolvin E1)的协同或拮抗关系。菌群干预效果存在个体差异,需开发精准化菌群筛选技术。此外,该机制在脑、心等器官I/R损伤中的普适性有待验证。

本研究为缺血性肠损伤治疗提供了新范式:通过膳食补充DHA激活肠道菌群-宿主代谢轴,促进MaR1合成,抑制核受体RORα介导的炎症信号通路。这种多靶点干预策略不仅有效改善肠道屏障功能,还通过减少全身炎症反应(TNF-α下降82.3%)和氧化应激(MDA降低76.4%)实现多器官保护。未来可结合肠道微生物移植和个性化营养方案,为临床开发新型复合制剂奠定基础。
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