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针对肥胖相关的 GLP-1 分泌减少及 L 细胞脂毒性损伤问题，研究人员探讨鼠李糖乳杆菌 GG 上清液（LGGs）作用。发现 LGGs 可抑制内质网应激及 ATF3/Chop 通路，改善肥胖小鼠代谢，调节菌群并提升短链脂肪酸，为肥胖治疗提供新方向。
肥胖正成为全球公共健康的巨大挑战，它如同无形的杀手，悄悄引发心血管疾病、2 型糖尿病（T2DM）等一系列代谢疾病，严重威胁着人们的健康与生命。其中，肥胖患者普遍存在胰高血糖素样肽 - 1（GLP-1）分泌受损的问题，而 GLP-1 作为关键的肠道肽，在调节血糖稳态、抑制食欲等方面起着至关重要的作用。目前，GLP-1 受体（GLP-1R）激动剂虽有一定疗效，但存在胃肠道不良反应等局限，因此，探寻安全有效的方法提升肥胖患者内源性 GLP-1 分泌水平迫在眉睫。
天津医科大学总医院的研究人员开展了相关研究，旨在探究鼠李糖乳杆菌 GG（LGG）上清液（LGGs）对脂毒性损伤的保护作用及机制。研究发现，LGGs 可通过抑制 ATF3/Chop 通路、调节肠道微生物群等方式，改善高脂饮食诱导的 GLP-1 分泌受损，为肥胖及相关代谢疾病的治疗提供了新的思路与方向。该研究成果发表在《Probiotics and Antimicrobial Proteins》。
研究主要用到以下关键技术方法：
- 细胞实验：使用 NCI-H716 细胞（人回肠 L 细胞株），通过棕榈酸（PA）处理构建脂毒性模型，运用 CCK8 法检测细胞活力，流式细胞术检测细胞凋亡，定量实时 PCR（qRT-PCR）和蛋白质免疫印迹（Western Blot）分析基因和蛋白表达。
- 动物实验：建立饮食诱导肥胖（DIO）小鼠模型，分为标准饮食（SD）组、SD+LGGs 组、高脂饮食（HFD）组、HFD+LGGs 组，检测血糖、GLP-1、胰岛素水平，进行肝组织 HE 染色、油红 O 染色等。
- 组学技术：转录组测序分析 LGGs 作用机制，16S rDNA 扩增子测序分析肠道微生物群组成，气相色谱法检测短链脂肪酸（SCFA）含量。
研究结果
PA 对 H716 细胞的影响呈浓度和时间依赖性
PA 处理 H716 细胞后，低浓度（100-200μM）对细胞凋亡和功能影响较小，高浓度（400μM）及长时间（24h）处理可显著增加细胞凋亡标志物 C-caspase3 蛋白水平，降低胰高血糖素原转换酶 1（PC1）蛋白水平，导致胰高血糖素原（GCG）在细胞内积累，表明 PA 通过浓度和时间依赖的方式诱导 L 细胞脂毒性损伤。
LGGs 抑制脂毒性诱导的 H716 细胞凋亡和功能损伤
单独使用 LGGs 对 H716 细胞的 GCG 和 PCSK1 mRNA 水平无显著影响，但可显著抑制 C-caspase3 蛋白水平。当与 PA 联合处理时，LGGs 能显著恢复 PA 导致的 PC1、GCG 蛋白水平异常及细胞凋亡，流式细胞术显示其可降低 PA 诱导的细胞凋亡比例，表明 LGGs 对脂毒性损伤的 L 细胞具有保护作用。
转录组测序揭示 LGGs 作用机制
对比 PA+MRS 组和 PA+LGGs 组的转录组，发现差异表达基因涉及内质网应激、凋亡调控等通路。LGGs 处理组中，内质网应激相关基因（如 ATF3、ATF4、Chop）表达显著下调，表明 LGGs 可能通过抑制内质网应激相关通路发挥保护作用。进一步研究发现，LGGs 可降低 BIP、ATF3、ATF4、ATF6、Chop 等蛋白表达，但对 PERK 无显著影响，提示其主要抑制 ATF 转录因子及下游 Chop 的表达。
LGGs 的保护作用依赖于 ATF3-Chop 通路
通过过表达 Chop 或 ATF3 基因发现，Chop 过表达会降低 PC1 蛋白水平，增加 GCG 和 C-caspase3 蛋白水平，而 LGGs 在 Chop 或 ATF3 过表达时的保护作用明显减弱，证实 LGGs 主要通过抑制 ATF3-Chop 通路保护 H716 细胞免受脂毒性损伤。此外，LGGs 可能通过抑制 JNK 通路来抑制 ATF3 表达，从而调控 ATF3-Chop 通路。
LGGs 改善 DIO 小鼠的 GLP-1 分泌并抑制 ATF3/Chop 通路
在 DIO 小鼠模型中，LGGs 可改善 HFD 诱导的体重增加、肝脂肪变性、胰岛素抵抗和葡萄糖耐量异常，提高葡萄糖刺激后的 GLP-1 分泌水平，恢复回肠 L 细胞数量。免疫印迹结果显示，LGGs 可下调 ATF3、Chop 蛋白水平，上调 PC1 蛋白水平，表明其在体内同样通过抑制 ATF3/Chop 通路发挥作用。
LGGs 通过调节肠道微生物群激活 L 细胞上的 GPR43 受体
16S rRNA 基因测序显示，HFD 组短链脂肪酸产生菌（如丁酸单胞菌、副杆菌等）丰度降低，LGGs 可增加这些菌的丰度，提升结肠丙酸和丁酸含量。免疫荧光染色显示，LGGs 可恢复结肠中 GPR43 受体与 L 细胞的共表达，提示短链脂肪酸通过激活 GPR43 受体促进 GLP-1 分泌，这可能是 LGGs 调节代谢的另一机制。
研究结论与讨论
本研究表明，LGGs 可通过双重机制改善肥胖相关的 GLP-1 分泌受损：一方面，在 L 细胞水平抑制内质网应激介导的 ATF3/Chop 通路，减轻脂毒性诱导的细胞凋亡和功能损伤；另一方面，调节肠道微生物群组成，增加短链脂肪酸产生，通过激活 GPR43 受体促进 GLP-1 分泌。这些发现为肥胖及 T2DM 的治疗提供了新的潜在靶点和益生菌干预策略。
尽管研究存在使用永生化细胞系、单一脂肪酸模型等局限性，但其首次系统揭示了 LGGs 在 L 细胞保护和肠道菌群调节中的双重作用，为益生菌在代谢性疾病中的临床应用提供了坚实的理论基础。未来需进一步探索关键分子的详细作用机制，并在更广泛的人群中验证 LGG 的安全性和有效性。
