《Food Science & Nutrition》：Paraprobiotics Derived From Bifidobacterium animalis Subsp. LactisBB-12 Attenuates Indomethacin-Induced Gastric Ulcer by Inhibiting the PANoptosis Pathway
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胃溃疡发病机制涉及炎症和细胞死亡。副益生菌正成为更安全的治疗替代品。本研究旨在探讨来源于动物双歧杆菌乳亚种（Bifidobacterium animalis subsp. lactis）BB-12的副益生菌在实验性溃疡模型中的胃保护作用及其在调节PANopto
胃溃疡发病机制涉及炎症和细胞死亡。副益生菌正成为更安全的治疗替代品。本研究旨在探讨来源于动物双歧杆菌乳亚种（Bifidobacterium animalis subsp. lactis）BB-12的副益生菌在实验性溃疡模型中的胃保护作用及其在调节PANoptosis中的作用。研究人员使用吲哚美辛在Balb/c小鼠中诱导胃溃疡。研究人员通过口服灌胃给小鼠预处理活的双歧杆菌动物乳亚种BB-12益生菌（1?×?109?CFU/mL，200?μL）、其热灭活副益生菌（1?×?109?CFU/mL，200?μL）或兰索拉唑（30?mg/kg），均在溃疡诱导前5分钟给药，随后给予吲哚美辛（25?mg/kg）。宏观和组织学评估了胃损伤。测量了氧化应激标志物（超氧化物歧化酶[SOD]、过氧化氢酶[CAT]、还原型谷胱甘肽[GSH]、丙二醛[MDA]）、髓过氧化物酶（MPO）活性以及血清细胞因子（肿瘤坏死因子-α[TNF-α]、白细胞介素-6[IL-6]、IL-10）。通过蛋白质印迹法分析了PANoptosis通路的关键蛋白。益生菌和副益生菌处理均显著减少了溃疡面积（从溃疡组的52.54%分别降至21.57%和17.34%）和总组织学损伤指数（从3.95降至1.27和0.95）（p?<?0.001）。两种处理均逆转了抗氧化酶的耗竭以及MDA和MPO水平的升高。此外，它们将IL-10恢复至对照组水平，同时抑制了TNF-α和IL-6（p?<?0.001）。副益生菌还强烈抑制了三种细胞死亡通路中的关键调控蛋白，包括NLRP3、c-Caspase-1/3/8、ZBP1和p-RIPK3/MLKL。来源于动物双歧杆菌乳亚种BB-12的副益生菌对胃溃疡表现出有效的胃保护作用。由于这些副益生菌是在溃疡诱导前给药的，因此它们代表了一种有前景的预防策略，用于预防炎症性胃肠疾病，并将PANoptosis确定为一个重要的治疗靶点。
研究背景与目的
胃溃疡是一种常见的慢性消化系统疾病，全球每年约400万人受影响，终生患病率约为5%-10%。其主要病因是幽门螺杆菌感染和非甾体抗炎药（NSAID）的广泛使用。当前治疗策略主要依赖质子泵抑制剂（PPI）等药物抑制胃酸分泌或根除幽门螺杆菌，但这些疗法存在长期使用副作用（如骨折风险增加、低镁血症、肾并发症）和抗生素耐药性等问题。更重要的是，这些传统疗法主要针对症状，未能有效干预驱动组织损伤和延迟黏膜愈合的根本性炎症级联反应和细胞损伤。胃溃疡的病理本质是一个由炎症驱动的过程，其中氧化应激、促炎细胞因子释放和细胞死亡是关键环节。近年来发现的PANoptosis——一种整合了焦亡、凋亡和坏死性凋亡三种程序性细胞死亡通路的炎症性细胞死亡方式，可能在胃溃疡的病理过程中扮演核心角色。益生菌虽有潜力，但存在免疫低下患者的安全隐患、生产标准化难等问题。因此，探索更安全、稳定的替代方案至关重要。副益生菌（灭活的非活菌细胞或其组分）因其优越的安全性和稳定性而备受关注。本研究旨在探究来源于动物双歧杆菌乳亚种BB-12的活益生菌及其热灭活副益生菌在吲哚美辛诱导的小鼠胃溃疡模型中的胃保护作用，并首次阐明其分子机制是否涉及对PANoptosis通路的调控。
研究方法概述
研究人员采用的主要关键技术方法包括：1）利用流式细胞术验证热灭活处理制备副益生菌的有效性；2）建立Balb/c小鼠吲哚美辛诱导的急性胃溃疡模型；3）通过宏观图像分析和组织病理学苏木精-伊红（H&E）染色评估胃黏膜损伤程度；4）使用生化试剂盒检测胃组织匀浆中氧化应激标志物（SOD、CAT、GSH、MDA）和中性粒细胞浸润标志物MPO的活性或水平；5）采用酶联免疫吸附测定（ELISA）检测血清中促炎（TNF-α、IL-6）和抗炎（IL-10）细胞因子水平；6）运用蛋白质印迹（Western blot）技术分析胃组织中PANoptosis通路关键蛋白的表达变化。
研究结果
3.1 流式细胞术验证益生菌灭活
通过流式细胞术对热处理的副益生菌悬液进行活力分析，结果显示超过99.5%的细菌群体呈现碘化丙啶（PI）阳性，表明细胞膜完整性受损，证实了热灭活处理的高效性，确保后续观察到的生物学效应源自非活菌细胞。
3.2 益生菌和副益生菌对胃黏膜的保护作用
宏观评估显示，吲哚美辛处理导致溃疡组小鼠胃黏膜出现广泛严重的出血性病变，溃疡面积占比达52.54%。与溃疡组相比，兰索拉唑、活益生菌和副益生菌预处理均显著降低了溃疡面积（分别降至15.11%、21.57%和17.34%）和宏观损伤评分。虽然三者在减少溃疡面积方面效果相当，但副益生菌组的宏观损伤评分（1.02）显著低于兰索拉唑组（2.08）和活益生菌组（1.87），表明其在减轻损伤严重程度上更具优势。
3.3 处理对组织病理学变化的影响
组织病理学检查发现，溃疡组胃黏膜结构完全破坏，出现深层坏死、糜烂、大量炎性细胞浸润、水肿和血管闭塞，总损伤指数高达3.95。所有处理组均显著改善了这些病理变化。值得注意的是，活益生菌组（总损伤指数1.27）和副益生菌组（总损伤指数0.95）的组织学保护效果显著优于兰索拉唑组（总损伤指数2.49），其中副益生菌组显示出最轻微的组织损伤。
3.4 益生菌和副益生菌对氧化应激标志物和MPO活性的影响
与对照组相比，溃疡组的抗氧化酶（SOD、CAT）活性和GSH水平显著下降，而脂质过氧化产物MDA水平和MPO活性则急剧升高。所有处理均能显著逆转这些变化。副益生菌在提升SOD、CAT和GSH水平方面效果最为显著，几乎使其恢复至正常水平。在抑制MDA方面，活益生菌和副益生菌的效果均优于兰索拉唑。这表明两者通过增强内源性抗氧化防御系统和抑制中性粒细胞介导的炎症来发挥胃保护作用。
3.5 益生菌和副益生菌对全身炎症反应的影响
溃疡组血清中促炎细胞因子TNF-α和IL-6水平显著升高，而抗炎细胞因子IL-10水平显著降低。所有处理均能显著抑制TNF-α和IL-6的升高。副益生菌表现出最强的抗炎效果，其对TNF-α和IL-6的抑制作用显著强于兰索拉唑和活益生菌。同时，活益生菌和副益生菌均能将IL-10水平恢复至接近正常对照水平，效果优于兰索拉唑。这说明两者能重新平衡全身细胞因子谱，发挥强大的免疫调节作用。
3.6 益生菌和副益生菌对焦亡通路的抑制作用
蛋白质印迹分析表明，溃疡组中焦亡通路被显著激活，表现为NLRP3表达增加，以及caspase-1、Gasdermin D（GSDMD）和IL-1β的活化形式（裂解片段）增多。所有处理均能有效抑制这些蛋白的活化。比较而言，活益生菌和副益生菌的抑制效果优于兰索拉唑。特别是，副益生菌在降低裂解的caspase-1和裂解的IL-1β水平方面显著优于活益生菌。这提示其胃保护作用部分源于对NLRP3炎症小体介导的焦亡通路的强效抑制。
3.7 益生菌和副益生菌对凋亡通路的调节作用
研究发现，溃疡组中凋亡通路也被强力激活，表现为PANoptosis传感器ZBP1表达上调，以及caspase-8、caspase-3和Gasdermin E（GSDME）的活化形式增加。所有处理均能显著抑制这些凋亡相关蛋白的活化。活益生菌和副益生菌的抗凋亡效果优于兰索拉唑。副益生菌在抑制ZBP1表达和caspase-3活化方面甚至显著强于活益生菌。这表明其胃保护作用与有效抑制ZBP1介导的凋亡级联反应密切相关。
3.8 益生菌和副益生菌对坏死性凋亡通路的抑制
研究结果显示，溃疡组中坏死性凋亡信号通路同样被强力激活，表现为磷酸化的RIPK3（p-RIPK3）和磷酸化的MLKL（p-MLKL）水平显著升高。所有处理均能显著抑制这两种蛋白的磷酸化。活益生菌和副益生菌在抑制坏死性凋亡方面的效果优于兰索拉唑。这为两者通过阻断RIPK3-MLKL介导的坏死性凋亡途径来发挥胃保护作用提供了强有力的分子证据。
讨论与结论
讨论部分指出，本研究全面证明了动物双歧杆菌乳亚种BB-12及其热灭活副益生菌在急性吲哚美辛诱导的胃溃疡模型中的胃保护作用。最根本的创新发现是这种保护效力与强效抑制PANoptosis密切相关。PANoptosis是一种整合了焦亡、凋亡和坏死性凋亡的炎症性细胞死亡通路。研究表明，吲哚美辛并非引起随机细胞死亡，而是特异性地协同激活了PANoptosis的三个主要分支。副益生菌能够同时有效地抑制NLRP3、ZBP1和RIPK3等不同起始点的关键蛋白，从而广谱地调控细胞死亡，阻止细胞内应激和死亡信号。研究也指出了局限性，例如仅使用了单一急性模型和单一菌株，未直接进行统计学相关性分析等。研究结论总结如下：本研究证明活益生菌动物双歧杆菌乳亚种BB-12及其副益生菌衍生物在吲哚美辛诱导的溃疡模型中均能提供强效的胃保护作用，其中副益生菌显示出相当或更优的疗效。关键在于，研究人员首次揭示了这一保护机制与对PANoptosis细胞死亡网络的广泛抑制密切相关，即同时阻断了焦亡、凋亡和坏死性凋亡。这些发现验证了副益生菌作为治疗胃溃疡等炎症性疾病的一种更安全、更稳定的治疗替代方案的可行性，并将PANoptosis确立为未来胃保护策略的一个有前景的新靶点。
