益生菌Lacticaseibacillus paracasei 36通过调控肠道菌群抑制TLR4/NF-κB/MAPK通路及NLRP3炎症小体活化，缓解小鼠急性肝损伤

《Journal of Advanced Research》：Lacticaseibacillus paracasei 36 attenuates D-GalN/LPS-induced acute liver injury in mice via suppressing the TLR4/NF-κB/MAPK pathway and NLRP3 inflammasome activation through modulating the intestinal microbiota

为解决急性肝损伤（ALI）高死亡率、治疗选择有限的问题，研究人员探讨了益生菌Lacticaseibacillus paracasei 36（LP36）对D-GalN/LPS诱导的小鼠ALI的保护机制。研究发现，LP36预处理可通过调节肠道菌群，激活Keap1/Nrf2/HO-1抗氧化通路，并抑制TLR4介导的NF-κB/MAPK信号通路及NLRP3炎症小体活化，从而有效减轻肝脏炎症、氧化应激和细胞凋亡，为ALI提供了基于肠-肝轴的新型潜在治疗策略。

　　

肝脏是人体的“化工厂”，负责解毒、代谢、合成等重要生理功能。当遭受病毒、毒素或药物攻击时，肝脏可能在短时间内发生严重损伤，即急性肝损伤（ALI），其特点是起病急、死亡率高。目前，除了肝移植，临床缺乏根本性的治疗手段，开发有效的干预策略刻不容缓。近年来，科学家们将目光投向了人体内一个庞大的生态系统——肠道菌群。肠道与肝脏之间通过门静脉紧密相连，构成了“肠-肝轴”。肠道菌群的紊乱会破坏肠黏膜屏障，导致细菌及其产物（如内毒素）易位进入肝脏，从而触发或加重肝脏的炎症和损伤。因此，通过益生菌等微生态制剂调节肠道菌群，成为预防和治疗肝病的一个充满潜力的新方向。

在此背景下，浙江大学动物科学学院的研究团队在《Journal of Advanced Research》上发表了一项研究，深入探讨了从传统发酵食品中分离出的一株益生菌——Lacticaseibacillus paracasei 36（LP36），在缓解小鼠急性肝损伤中的保护作用及其背后的复杂机制。

为了揭示LP36的作用，研究人员主要运用了以下几项关键技术：首先，他们建立了D-半乳糖胺（D-GalN）和脂多糖（LPS）联合诱导的小鼠急性肝损伤模型。其次，通过血清生化指标检测、肝脏组织病理学（H&E染色）和透射电镜观察评估肝损伤程度。再者，利用酶联免疫吸附测定（ELISA）、实时荧光定量PCR（qRT-PCR）和蛋白质印迹（Western Blot）技术分析了炎症因子、凋亡相关基因及蛋白的表达。此外，研究还通过16S rRNA基因测序分析了小鼠盲肠菌群组成，并采用非靶向代谢组学和转录组学技术，分别探究了肝脏代谢物和基因表达谱的变化。最后，他们设计了抗生素清除肠道菌群后进行粪菌移植（FMT）的实验，以验证LP36的作用是否依赖于其对肠道菌群的调节。

研究结果

1. L. paracasei 36 减轻了 D-GalN/LPS 诱导的小鼠急性肝损伤

LP36预处理显著降低了模型小鼠血清中天门冬氨酸氨基转移酶（AST）、丙氨酸氨基转移酶（ALT）和总胆红素（TBil）的水平，改善了肝脏充血、变色的外观，并降低了肝脏和脾脏指数。组织学检查显示，LP36预处理显著减轻了肝细胞弥漫性坏死、中性粒细胞浸润和出血等病理损伤，降低了改良组织学活动指数（HAI）评分。

2. L. Paracasei 36 减轻了 D-GalN/LPS 诱导的氧化应激、炎症反应和细胞凋亡

在氧化应激方面，LP36预处理提高了肝脏的总抗氧化能力（T-AOC）和过氧化氢酶（CAT）活性，降低了丙二醛（MDA）含量。在炎症方面，LP36降低了促炎细胞因子白介素-1β（IL-1β）、IL-6、IL-18和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）的水平，同时提升了抗炎因子IL-22的水平。在细胞凋亡方面，LP36上调了抗凋亡基因Bcl-2和Bcl-xl的表达，下调了促凋亡基因Bax、Caspase 3、Caspase 8和Caspase 9的表达，TUNEL荧光检测也证实了其抑制肝细胞凋亡的作用。

3. L. Paracasei 36 改善了小鼠回肠屏障功能

组织学观察和透射电镜显示，LP36预处理修复了D-GalN/LPS引起的回肠绒毛结构损伤和紧密连接破坏。同时，LP36增加了杯状细胞数量和粘蛋白MUC2的表达，并上调了紧密连接蛋白基因Claudin1、Occludin和ZO-1的表达。

4. L. Paracasei 36 改变了小鼠肠道菌群的组成和结构

16S rRNA测序分析表明，LP36预处理显著改变了肠道菌群结构。它增加了有益菌属如Ligilactobacillus和Akkermansia的相对丰度，同时降低了有害菌属如Alistipes和Parasutterella的丰度。相关性分析显示，Lactobacillus和Akkermansia与肝损伤指标呈负相关，与抗氧化指标和IL-22呈正相关。

5. 代谢谱分析揭示了 L. paracasei 36 引起的小鼠肝脏代谢改变

非靶向代谢组学分析发现，LP36预处理逆转了D-GalN/LPS引起的大部分代谢物变化。其中，黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）和黄素单核苷酸（FMN）等具有肝保护作用的代谢物水平显著升高，且与抗氧化指标呈正相关。

6. 来自 L. Paracasei 36 处理小鼠的粪菌移植（FMT）减轻了 D-GalN/LPS 诱导的小鼠急性肝损伤

为了验证LP36的作用依赖于肠道菌群，研究人员将经LP36预处理或盐水处理的小鼠粪便移植给抗生素清除肠道菌群的受体小鼠，再诱导ALI。结果表明，接受LP36供体粪菌移植的小鼠，其肝损伤血清指标、组织病理损伤、炎症和凋亡均得到显著缓解，这直接证明了LP36通过调节肠道菌群发挥肝保护作用。

7. FMT 衍生于 L. paracasei 36 给药小鼠，激活了肝脏 Keap1-Nrf2-HO-1 通路

转录组学和分子生物学检测显示，来自LP36供体的FMT激活了肝脏中的Keap1/Nrf2（核因子E2相关因子2）信号通路，上调了下游抗氧化基因血红素氧合酶-1（HO-1）和NAD(P)H醌氧化还原酶1（NQO1）的表达，从而增强了机体的抗氧化防御能力。

8. 转录组学分析揭示 L. paracasei 36 调节 NF-κB 和 MAPK 信号通路

基因集富集分析（GSEA）表明，D-GalN/LPS挑战激活了NF-κB和MAPK信号通路，而来自LP36供体的FMT则显著抑制了这些通路的激活。Western Blot结果进一步证实，LP36的FMT能降低Toll样受体4（TLR4）、髓样分化因子88（MyD88）、磷酸化NF-κB p65（p-NF-κB p65）以及磷酸化p38、JNK、ERK等MAPK通路关键蛋白的表达。

9. L. Paracasei 36 抑制了 D-GalN/LPS 触发的 NLRP3 炎症小体激活

研究还发现，D-GalN/LPS处理上调了肝脏中NLRP3炎症小体组分（NLRP3、ASC、Caspase-1）及其下游产物IL-1β的基因和蛋白表达。而来自LP36供体的FMT有效抑制了这种激活，表明LP36还能通过抑制NLRP3炎症小体的组装来减轻炎症。

研究结论与意义

综上所述，这项研究系统阐明了益生菌Lacticaseibacillus paracasei 36缓解急性肝损伤的多重保护机制。其核心在于通过调节肠道菌群，重塑健康的微生态。一方面，它激活了肝脏内的Keap1/Nrf2/HO-1抗氧化信号轴，提升肝脏的氧化应激防御能力；另一方面，它有效抑制了由TLR4受体介导的NF-κB和MAPK两大经典促炎信号通路的过度激活，并阻断了NLRP3炎症小体的活化，从而从源头遏制了炎症“风暴”。同时，它还通过增强肠黏膜屏障功能、调节凋亡相关蛋白表达，多管齐下地保护肝细胞。

这项研究的重要意义在于：第一，从“肠-肝轴”整体视角，为益生菌防治肝病提供了新的实验证据和深入的作用机制解析。第二，揭示了LP36这种特定菌株的多靶点、多通路协同作用特点，其同时调控抗氧化、抗炎、抗凋亡和菌群平衡的能力，显示出超越单一靶点药物的潜在优势。第三，通过严谨的粪菌移植实验，确立了肠道菌群在LP36发挥功效中的必要性，增强了结论的可靠性。这些发现不仅深化了对益生菌-宿主互作的认识，也为将LP36开发成用于预防或辅助治疗急性肝损伤及其他相关肝病的微生态制剂奠定了坚实的理论基础。未来，进一步的人群临床试验将有助于推动这一研究成果向临床应用转化。