肠道产丁酸菌防治炎症性肠病的机制研究进展

炎症性肠病(inflammatory bowel disease,IBD)是一组难以控制的慢性炎症性肠道疾病,包括克罗恩病(crohn's disease,CD)和溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC).近年来,亚洲国家的IBD发病率明显上升,尤其是在我国.最近的研究中发现IBD患者体内存在肠道产丁酸菌数量和构成的改变,提示产丁酸菌与IBD的发生和发展存在一定联系.本综述着重介绍了产丁酸菌通过产生丁酸及丁酸盐发挥的抗炎作用,以及Roseburia intestinalis,Faecalibacterium prausnitzii和Clostridium butyricum三种产丁酸菌通过菌体本身的结构和免疫特性发挥的抗炎作用.这些机制的发现可为防治IBD提供新的思路和研究线索.

丁酸钠通过自噬途径降解HIF-1α抑制结直肠癌细胞生长

目的:研究丁酸钠(sodium butyrate,NaB)对结直肠癌(colorectal cancer,CRC)细胞生长的影响及可能机制。方法:不同浓度NaB(0、1、2、5、10 mmol/L)处理结直肠癌HCT116细胞24 h后,MTT和平板克隆实验检测细胞生长情况,实时荧光定量PCR和Western blot检测缺氧诱导因子-1α(hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)和乳酸脱氢酶A(lactate dehydrogenase-A,LDHA)的表达。3-甲基腺嘌呤(3-methyladenine,3-MA)或氯喹(chloroquine,CQ)抑制自噬后NaB处理HCT116细胞,Western blot检测LC3Ⅱ蛋白表达。环己酰亚胺(cycloheximide,CHX)抑制蛋白质合成后NaB处理HCT116细胞,Western blot检测HIF-1α蛋白表达。蛋白酶体抑制剂MG132、氯化钴(cobalt chloride,CoCl2)或CQ抑制泛素蛋白酶体途径和自噬后NaB处理HCT116细胞,Western blot检测HIF-1α和LDHA的表达,MTT检测细胞活力。结果:2 mmol/L NaB即可显著抑制HCT116细胞活力和克隆形成能力(P<0.01)、下调HIF-1α和LDHA的表达(P<0.01)。5 mmol/L3-MA可阻断LC3Ⅱ生成(P<0.05),抑制NaB对LC3Ⅱ的上调(P<0.05);50μmol/L CQ可促进LC3Ⅱ在细胞内的蓄积(P<0.01),上调NaB促发的LC3Ⅱ蛋白水平的表达(P<0.05)。200μmol/L CHX处理HCT116细胞5 h可下调HIF-1α的表达(P<0.05),联用NaB将下调HIF-1α的时间提前至1 h(P<0.01)。CQ逆转了NaB对HIF-1α、LDHA和细胞活力的抑制作用(P<0.05),MG132与CoCl2无法逆转(P>0.05)。结论:NaB通过自噬途径下调HIF-1α蛋白稳定性,进而抑制其下游信号LDHA表达来达到抑制结直肠癌细胞生长的目的。

攀登鱼藤异黄酮脂质体有较好的物理性能及抗乳腺癌细胞的增殖活性

目的制备和鉴定攀登鱼藤异黄酮温敏脂质体并研究其抗乳腺癌作用。方法MTT法检测攀登鱼藤异黄酮、大豆异黄酮和金雀异黄酮对人乳腺癌细胞(MDA-MB-231、MCF7、SKBR3)增殖活性影响;克隆形成实验探讨攀登鱼藤异黄酮对三阴性乳腺癌细胞(MDA-MB-231)克隆形成的影响;细胞划痕实验检测MDA-MB-231细胞迁移;蛋白印迹法检测MDA-MB-231细胞迁移和侵袭蛋白MMP2,MMP9表达量;薄膜水化法制备温敏脂质体及攀登鱼藤异黄酮温敏脂质体;透射电子显微镜、动态光散射扫描仪以及紫外分光光度计分别鉴定攀登鱼藤异黄酮温敏脂质体形貌、粒径、包封率及稳定性,并用MTT法检测攀登鱼藤异黄酮温敏脂质体抗小鼠乳腺癌细胞(4T1)增殖活性。结果攀登鱼藤异黄酮可显著抑制人乳腺癌细胞(MDA-MB-231、MCF7、SKBR3)增殖,且效果优于大豆异黄酮和金雀异黄酮;攀登鱼藤异黄酮显著减少三阴性乳腺癌细胞(MDA-MB-231)克隆形成量,降低其划痕面积的愈合速度,并下调MMP2和MMP9的表达。薄膜水化法制备得到的温敏脂质体呈均质不规则球形,其粒径为56.23±0.61 nm、聚合物分散指数为0.241±0.014、Zeta电位为-40.40±0.46 mV、包封率为(87.68±2.41)%、稳定性较好,且抗小鼠乳腺癌增殖活性增强。结论攀登鱼藤异黄酮通过抑制乳腺癌细胞增殖、转移和侵袭发挥其抗癌活性,攀登鱼藤异黄酮温敏脂质体具有较好的物理性能及抗乳腺癌活性。

丁酸钠对AOM/DSS炎症相关性结直肠癌小鼠模型及其肠道菌群的影响

目的探讨丁酸钠(NaB)对氧化偶氮甲烷(AOM)/葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的炎症相关性结直肠癌小鼠模型及其肠道菌群的影响。方法将40只6周龄C57BL/6J小鼠通过随机数字法分为对照组(Control)、造模组(Model)、低剂量(1.90 g/L)NaB干预造模组(L-NaB)和高剂量(2.85 g/L)NaB干预造模组(H-NaB)。Model、L-NaB和H-NaB组一次性腹腔注射AOM 10 mg/kg,饮用3%DSS水溶液5 d,自由饮水16 d为1个周期,循环3个周期。Model组自由饮水期间,L-NaB和H-NaB组分别饮用不同浓度的NaB水溶液;112 d实验结束。收集小鼠粪便进行DNA提取及高通量菌群测序,收集小鼠结直肠并观察其长度和出血情况,记录肿瘤大小和数目,并对结直肠进行Ki-67染色。结果Control、Model、L-NaB和H-NaB组小鼠结直肠长度分别为(7.53±0.95)、(6.39±0.94)、(7.08±0.61)和(7.45±0.77)cm,F=3.227,P=0.037。与Control组相比,Model组小鼠结直肠长度下降,P=0.008;与Model组相比,H-NaB组小鼠结直肠长度增加,P=0.025。Model、L-NaB和H-NaB组肿瘤体积分别为(7.44±7.00)、3.29和(2.07±0.68)mm;。Ki-67染色结果表明,AOM/DSS促进结直肠组织增殖,NaB干预可以抑制结直肠组织增殖;Model组小鼠α多样性有下降趋势,NaB干预可一定程度恢复α多样性。主成分分析(PCA)结果表明,Model与Control组菌群组成相差最多,NaB干预与Control组接近。线性判别分析(LEfSe)结果显示,Control组显著差异物种为f;uribaculaceae和s;cateroides;ulgatus,L-NaB组为g;ordonibacter、g;achnoclostridium,H-NaB组为g;doribacter。在门水平,H-NaB改善AOM/DSS干预造成的拟杆菌门丰度降低,P=0.046;在属水平,H-NaB拟普雷沃菌属丰度相对Model组上调,P=0.007;并且AOM/DSS上调帕拉普氏菌属丰度,P=0.001;与Model组比,L-NaB和H-NaB降低帕拉普氏菌属丰度,P值分别为0.001和0.004。结论在AOM/DSS诱导的炎症相关性结直肠癌小鼠模型中,NaB可改善AOM/DSS引起的肠道炎症,对结直肠细胞增殖有一定抑制作用,并影响肠道菌群多样性以及生物标志物和菌群构成。

丁酸钠对DSS诱导小鼠炎症性肠病的作用及对Nrf 2/NF κB表达影响

目的 探讨丁酸钠(sodium butyrate, NaB)对葡聚糖硫酸钠(dextran sulfate sodium salt,DSS)诱导的炎症性肠病模型小鼠保护作用及其机制。方法 将36只6 w龄C57BL/6J小鼠随机分为对照组(Control)、模型组(Model)、NaB(500 mg/kg.d ip)干预组和阳性治疗药物5-氨基水杨酸(5-aminosalicylic acid,5-ASA)干预组(150mg/kg.d ig)。造模开始前使用NaB预处理12 d并直至实验结束,造模期间饮用2.5%DSS水溶液持续8 d后换回高压灭菌水饮用3d处死并量取结肠长度及脾脏重量。比较小鼠体重、生存率与疾病活动指数,H&E染色观察小鼠结肠及脾脏病理学改变,RT-PCR检测结肠炎症因子TNF-α、IL-6、IL-1β的mRNA表达,检测结肠Nrf2和NFκB的mRNA表达及p65的蛋白磷酸化水平。结果 与正常对照组相比,模型组小鼠体重与生存率明显下降、疾病活动指数明显升高、脾脏重量明显增加并且结肠长度明显缩短(P<0.001),HE染色显示结肠与脾脏炎性细胞浸润,结肠炎症因子表达显著增加(P<0.001),Nrf2基因表达显著下调(P<0.001),NFκB的基因表达与磷酸化水平显著上升(P<0.001、P<0.01);与模型组相比,NaB干预组与阳性治疗药物组小鼠生存率、疾病活动指数、脾脏重量、结肠长度、炎症因子等指标显著改善(P<0.05、P<0.001),结肠与脾脏病理改变减轻,Nrf2基因表达上调(P<0.05)而NFκB的基因表达与磷酸化水平抑制(P<0.05、P<0.01)结论 NaB对炎症性肠病具有保护作用,其机制可能与Nrf2的激活以及NFκB的抑制有关。[营养学报,2022,44(1):52-78]