肠道菌群代谢物乙酸通过JAK1/STAT3通路调控M1型巨噬细胞极化改善子宫内膜异位症

【字体: 时间:2025年07月31日 来源:Microbial Biotechnology 5.2

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  本研究通过粪菌移植(FMT)实验揭示健康供体肠道菌群通过重塑微生物组成(提升α多样性及乳酸菌丰度)、增加乙酸水平,激活JAK1/STAT3信号通路驱动M1型巨噬细胞极化(iNOS+/CD86+↑),同时上调紧密连接蛋白(ZO-1/Occludin/Claudin-1/5)改善肠屏障功能,为子宫内膜异位症(EMs)提供新型治疗策略。

  

ABSTRACT
子宫内膜异位症(EMs)是育龄女性常见的炎症性疾病,当前激素疗法疗效有限且术后复发率高。本研究通过建立EMs小鼠模型,分别移植健康供体(AH组)和EMs患者(AE组)的粪菌,发现AH组显著降低异位病灶体积(658.3±116.1 vs. 167.2±112.8 mm3)和重量(0.7420±0.1233 vs. 0.1885±0.1239 mg),而AE组加重病情。机制上,健康菌群通过增加粪便和病灶中乙酸水平,激活JAK1/STAT3通路促进M1型巨噬细胞极化(iNOS/CD86↑,Arg1/CD206↓),同时上调ZO-1/Occludin等紧密连接蛋白改善肠屏障功能。

1 Introduction
EMs全球影响约1.98亿女性,其特征为慢性盆腔疼痛和不孕。现有治疗手段如手术和激素疗法5年内复发率达50%。近年研究发现肠道菌群与EMs密切相关,但具体机制未明。巨噬细胞在EMs病灶中起关键作用:M1型通过分泌IL-1β/TNF-α抑制病灶生长,M2型则通过VEGF/IL-10促进血管生成。乙酸作为菌群代谢物,在肝癌中可促进M1极化,但其在EMs中的作用尚未阐明。

2 Materials and Methods
研究纳入4例EMs患者和4例健康女性,采集粪便进行小鼠FMT。EMs模型通过子宫组织异体移植建立,分为模型组(M)、健康FMT组(AH)和EMs患者FMT组(AE)。通过16S rRNA测序、GC-MS代谢组学和免疫荧光等技术分析微生物组成、SCFA水平及巨噬细胞表型。

3 Results
3.1 健康菌群移植抑制EMs进展
AH组病灶体积和重量较M组减少74.6%和74.5%(p<0.01),HE染色显示上皮厚度和腺体密度降低,Ki-67阳性细胞减少。

3.2 菌群多样性改变
AH组Chao1指数和Observed species显著高于M组(p<0.01),PCoA分析显示AH组菌群结构显著分离(p<0.05),乳酸菌丰度增加3.2倍。

3.3 肠屏障功能改善
AH组结肠长度增加26%(7.298±0.4959 vs. 5.777±0.5084 cm),ZO-1/Occludin mRNA表达上调2.1-3.4倍,血清DAO水平降低38%。

3.4 乙酸特异性升高
AH组粪便乙酸水平增加33%(1339±67.89 vs. 1004±86.99 μg/g),病灶内乙酸浓度升高47%(155.8±12.89 vs. 105.9±6.978),而其他SCFA无显著变化。

3.5 JAK1/STAT3通路激活
AH组p-JAK1/JAK1和p-STAT3/STAT3比值分别增加2.8倍和3.1倍(p<0.01),伴随iNOS mRNA表达上调4.2倍,CD206+/CD68+巨噬细胞减少61%。

4 Discussion
本研究首次揭示健康供体FMT通过富集乳酸菌增加乙酸产量,激活JAK1/STAT3通路驱动M1极化,同时修复肠屏障。与Chadchan等发现的丁酸作用不同,乙酸表现出特异性调控优势。未来可探索FMT联合低剂量激素的协同疗法。

5 Conclusion
健康菌群来源的乙酸通过JAK1/STAT3-M1巨噬细胞轴改善EMs,为临床提供新的微生物-免疫治疗范式。

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