Bacillus velezensis GV1多糖通过肠道菌群调控和代谢通路调节改善环磷酰胺诱导的免疫抑制小鼠免疫功能

为解决化疗药物环磷酰胺(CTX)导致的免疫抑制和肠道菌群失衡问题，研究人员开展了Bacillus velezensis GV1多糖(BPS)的免疫调节作用研究。结果表明，BPS通过选择性富集Muribaculaceae、Lachnospiraceae等有益菌属，调控叶酸合成和糖代谢通路，显著恢复脾脏/胸腺指数及IL-6、TNF-α等细胞因子水平，为化疗辅助治疗提供了新型功能性制剂候选。

　　

化疗药物环磷酰胺(CTX)在抗癌治疗中广泛应用，但其引发的免疫抑制和肠道损伤成为临床难题。免疫器官萎缩、细胞因子分泌紊乱与肠道菌群失调形成恶性循环，传统免疫增强剂又伴随神经毒性等副作用。如何通过天然物质精准调节"菌群-免疫"对话机制，成为突破治疗瓶颈的关键。

韩国庆熙大学(Graduate School of Biotechnology, Kyung Hee University)的研究团队将目光投向微生物多糖这一安全高效的免疫调节剂。他们此前发现Bacillus velezensis GV1菌株产生的多糖(BPS)能在体外激活巨噬细胞TLR4/NF-κB通路，但体内效果及机制尚不明确。为此，研究人员构建CTX诱导的免疫抑制小鼠模型，通过多组学联用策略，揭示了BPS独特的"菌群-代谢-免疫"三重调控机制，论文发表于《Biomedicine》。

研究采用qRT-PCR检测胸腺/脾脏中IL-6、TNF-α等细胞因子mRNA表达，ELISA定量蛋白分泌水平；通过16S rRNA测序分析粪便菌群组成；结合KEGG数据库预测功能通路；H&E染色评估结肠病理变化。实验设置空白对照(CON)、CTX模型组、阳性药左旋咪唑(LMS)组及BPS低中高剂量组(2.5-10 mg/kg)。

3.1 免疫器官功能恢复
CTX组小鼠脾脏和胸腺指数分别降低42%和58%，而10 mg/kg BPS处理使两者恢复至正常水平90%以上。器官重量与体重的比值变化提示BPS能有效保护免疫器官免受CTX损伤。

3.2 细胞因子风暴调控
在分子层面，BPS呈现剂量依赖性调节：高剂量组使胸腺中IL-6、TNF-α表达量提升3.5-4.4倍，脾脏中IFN-γ和IL-2分泌量达CTX组的3.7-3.9倍。值得注意的是，这种调节未引发过度炎症反应，体现精准免疫平衡能力。

3.3 肠道屏障修复
CTX导致结肠长度缩短31%，隐窝结构破坏。BPS处理不仅使结肠长度恢复28%，显微镜下更观察到完整的绒毛结构和杯状细胞再生，证实其对肠黏膜机械屏障的保护作用。

3.4 菌群精准重塑
α多样性分析显示BPS未简单增加菌群丰度，而是特异性富集PAC001074_g（Muribaculaceae）等SCFA产生菌，使有益菌比例提升5.8倍。LEfSe分析揭示BPS组独有Monoglobus等免疫调节菌属，同时将促炎的Desulfovibrionaceae从4.5%压制至0.1%。

3.5 代谢通路激活
功能预测发现BPS显著激活三条关键通路：叶酸生物合成通路涉及免疫细胞增殖；果糖/甘露糖代谢中，β-果糖苷酶和磷酸丙糖异构酶(TIM)表达量提升2.1倍；木酮糖激酶驱动的戊糖代谢为免疫细胞提供能量支持。

该研究首次系统阐释BPS通过"菌群-代谢-免疫"轴改善化疗副作用的机制。其价值体现在三方面：治疗学上，10 mg/kg剂量（成人等效48.6 mg/天）兼具安全性与有效性；微生物学层面，突破"以多样性为导向"的传统认知，提出"功能菌群精准富集"新策略；临床应用方面，为开发"化疗-菌群调节"联合方案提供理论依据。未来研究可进一步解析BPS特征性甘露糖-葡萄糖(7.5:2.5)结构域与特定菌群互作的分子机制，推动微生物多糖的临床转化。