燕麦麸纤维通过调节肠道屏障动态和微生物稳态减轻放射性肠损伤的机制研究

【字体: 时间:2025年07月05日 来源:npj Biofilms and Microbiomes 7.8

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  本研究针对盆腔放疗患者常被建议减少膳食纤维摄入却缺乏科学依据的临床困境,通过小鼠模型揭示了燕麦麸纤维对放射性肠黏膜损伤的保护作用。研究人员系统评估了不同发酵特性膳食纤维(生物加工燕麦麸纤维vs微晶纤维素)对辐射后肠道屏障功能、微生物组和短链脂肪酸(SCFAs)的影响,发现15%高发酵性燕麦麸纤维能显著维持黏液层完整性、增加SCFAs产量并抑制黏液降解菌增殖。该研究为优化放疗患者营养方案提供了重要理论依据,发表于《npj Biofilms and Microbiomes》。

  

盆腔放疗是妇科、前列腺等癌症的重要治疗手段,但不可避免的肠道辐射损伤会导致数百万幸存者长期遭受腹泻、便血等症状困扰。临床常建议患者限制膳食纤维摄入以减轻不适,然而这种缺乏循证依据的做法可能加剧肠道菌群失调和黏膜屏障损伤。瑞典哥德堡大学Piyush Patel团队在《npj Biofilms and Microbiomes》发表的研究,首次系统揭示了不同膳食纤维对放射性肠损伤的调控机制。

研究采用气相色谱、LC-ESI-MS/MS质谱和16S rRNA测序等技术,对接受盆腔辐射的C57BL/6小鼠进行多组学分析。实验设计包含5种等热量饲料(0-15%纤维含量,梯度调整燕麦麸与微晶纤维素比例),通过组织学、微生物组动态和代谢产物检测评估辐射后6周内的肠道变化。

实验结果
膳食纤维缺乏加剧辐射诱导的组织损伤
组织学显示无纤维组(No-fiber irr)结肠隐窝深度减少50%以上(p<0.001),而15%燕麦麸组(High-oat irr)隐窝结构保持完整。相关性分析证实隐窝深度与丁酸盐(butyrate)浓度呈正相关(r=0.62),与黏液降解活性负相关(r=-0.56)。

微生物组重塑以膳食为主导
主坐标分析(PCoA)表明饮食比辐射更显著改变菌群结构(p=0.006)。无纤维组厚壁菌门/拟杆菌门(F/B)比值升高,伴随黏液降解菌Akkermansia muciniphila和潜在致病菌Escherichia增殖(LDA>4.4);而燕麦麸组富集丁酸产生菌Roseburia和Ruminococcaceae UCG-009。

辐射破坏SCFAs-黏液平衡
辐射使所有组别丁酸盐降低(p<0.05),但燕麦麸组仍保持较高水平。LC-ESI-MS/MS检测23种Muc2 O-聚糖发现,无纤维组黏液降解活性增加60%,且唾液酸修饰丢失25%;燕麦麸组通过维持Bacteroides丰度减少降解。

宿主防御机制激活
燕麦麸组粪便中性粒细胞弹性蛋白酶浓度较无纤维组升高3倍(p<0.0001),与丁酸盐水平显著相关(r=0.69),提示SCFAs可能通过GPR43受体招募免疫细胞增强屏障防御。

这项研究颠覆了放疗患者限制纤维摄入的传统认知,证明高发酵性燕麦麸纤维能通过三重机制发挥辐射防护作用:(1)提供SCFAs维持结肠细胞能量供应;(2)抑制黏液降解菌定向破坏保护层;(3)激活中性粒细胞介导的先天免疫。研究为制定基于精准营养的放疗辅助方案提供了关键科学依据,对改善癌症幸存者生活质量具有重要临床意义。

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