热应激增强肠道微生物精氨酸分解代谢以放大 MyD88 依赖性炎症反应

《Microbiome》：Heat stress enhances gut microbial arginine catabolism to amplify MyD88-dependent inflammatory responses

　　

摘要

背景

随着全球气温持续上升，热应激（HS）已成为日益受到关注的主要健康威胁。热应激可引发全身性炎症和多器官损伤，但其分子机制尚不明确。本研究探讨了肠道菌群改变加剧热应激相关炎症反应的潜在机制。

结果

我们发现，热应激小鼠的肠道菌群受到破坏，表现为LPS水平升高和精氨酸分解代谢增强。将热应激小鼠的粪便菌群移植给受体小鼠后，后者在热应激后的炎症反应加重。外源性精氨酸预处理显著抑制了热应激小鼠肝脏和皮层的炎症。从机制上看，精氨酸通过激活MyD88的泛素化来降低其蛋白水平，并削弱MyD88-TLR4相互作用，从而抑制p65的核转位和促炎基因的表达。临床上，热应激患者血清中的精氨酸水平较低，且与肝损伤和炎症指标呈正相关。本研究开发了一种富精氨酸口服菊粉水凝胶，通过维持肠道菌群稳态以降低LPS水平并提供持续精氨酸供应，从而预防肠道菌群改变加剧的炎症反应。

结论

本研究揭示了肠道菌群改变通过破坏LPS与精氨酸之间的平衡来加剧热应激相关炎症反应的机制，从而为热应激的预防提供了新的靶点。

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