《Food Bioscience》:Lacticaseibacillus rhamnosus FJG1530
modulate gut microbiota and liver metabolism to alleviate lipopolysaccharide-induced acute liver injury in mice
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乳酸杆菌FJG1530通过抑制炎症反应、减轻氧化应激及调节肠道菌群和肝代谢,有效缓解LPS诱导的小鼠急性肝损伤。
何思宇|郭伟玲|杨宇恒|倪莉|吕旭聪|陈幽婷
福建福州大学生物科学与工程学院食品科学与技术研究所,中国福建省福州市350108
摘要
急性肝损伤(ALI)是最常见的肝脏疾病之一,已成为全球主要的健康威胁。本研究旨在探讨鼠李糖乳杆菌FJG1530缓解小鼠急性肝损伤的能力。实验结果表明,鼠李糖乳杆菌FJG1530能够减轻由脂多糖(LPS)引起的急性肝损伤症状,包括转氨酶(天冬氨酸氨基转移酶[AST]和丙氨酸氨基转移酶[ALT])水平升高、肝组织损伤、肝脏氧化应激增加(超氧化物歧化酶[SOD]、过氧化氢酶[CAT]、谷胱甘肽[GSH]和总抗氧化能力[T-AOC]下降),以及炎症细胞因子(肿瘤坏死因子-α [TNF-α]、白细胞介素-1β [IL-1β] 和白细胞介素-6 [IL-6])浓度升高。此外,接受鼠李糖乳杆菌FJG1530治疗的小鼠盲肠中的短链脂肪酸含量上升,肠道微生物群结构也发生了变化。研究还发现,鼠李糖乳杆菌FJG1530干预改善了肝脏代谢物的组成,这些变化主要涉及半乳糖代谢、组氨酸代谢、抗坏血酸和醛酸代谢等。总之,鼠李糖乳杆菌FJG1530通过抑制炎症反应、减轻肝脏氧化应激和调节肠道微生物群结构,具有预防急性肝损伤的作用。
引言
肝脏是人体最重要的器官之一,在解毒、代谢、免疫和合成过程中发挥着重要作用。根据现有研究,肝功能损伤是全球发病率和死亡率的主要原因之一,每年导致超过200万人死亡(Aoyagi等人,2025年)。其中,急性肝损伤(ALI)是一种常见的肝功能损伤类型,由于其高发病率、复杂的发病机制和快速发作过程而备受关注(Yan等人,2023年)。许多研究表明,急性肝损伤由多种因素引起,包括酒精中毒、感染、药物和代谢综合征,其特征是炎症反应和氧化应激异常(Bu等人,2025年;Wang等人,2025a年)。尽管急性肝损伤的潜在机制尚不清楚,但持续的炎症和免疫激活被认为是加速其发生的关键因素。脂多糖(LPS)是一种来自肠道革兰氏阴性细菌细胞壁的有毒成分,可触发炎症因子的释放(Wang等人,2024a年)。在动物实验中,通过腹腔注射LPS构建了急性肝损伤模型,以初步探讨益生菌或益生元的保护作用。目前,抗炎药物是临床治疗急性肝损伤的主要方法,但长期使用这些药物会加重肝脏损伤并破坏能量代谢(Qi等人,2025年)。此外,肝脏移植是治疗急性肝损伤的直接手段,但常伴有肾衰竭等并发症。因此,迫切需要寻找具有肝脏保护作用的天然活性物质或益生菌来缓解急性肝损伤。
益生菌被定义为从人/动物牛奶、粪便和发酵产品中分离出的活微生物(包括某些细菌和酵母),在足够剂量下可改善宿主健康,如抑制炎症、调节免疫系统和改善消化道功能(Amin等人,2025年)。最广泛研究的益生菌主要属于乳杆菌属和双歧杆菌属,它们被广泛用于支持消化健康和整体健康。例如,假长双歧杆菌RU224可通过提高次级胆汁酸水平来缓解硫酸葡聚糖引起的结肠损伤,而假长双歧杆菌CCFM1253可通过调节核黄素代谢来抑制肝脏的炎症和氧化应激(Guo等人,2024年;Zhang等人,2024年;Zheng等人,2020年)。然而,乳杆菌属于“一般公认安全(GRAS”)级别的微生物,允许添加到食品中。最近,乳杆菌在临床实验中得到了广泛应用,并发展成为一种有前景的微生物药物。例如,口服鼠李糖乳杆菌CCFM1060可通过抑制丙二醛(MDA)的合成、促进谷胱甘肽(GSH)和超氧化物歧化酶(SOD)的含量,以及降低血清肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6)和白细胞介素-1β(IL-1β)的水平来提高肝脏的抗氧化功能(Niu等人,2024年)。约翰逊乳杆菌干预可以激活肠道先天免疫并促进产生丁酸的细菌增加(Yin等人,2024年)。我们从中国泉州的健康个体粪便中分离出一种具有强自由基清除能力的潜在益生菌菌株,命名为鼠李糖乳杆菌FJG1530。现有研究表明,鼠李糖乳杆菌对抑郁症、肺部疾病、结肠炎和肝脏损伤具有显著的缓解作用(Lin等人,2025年;Wu等人,2025年;He等人,2025年),但鼠李糖乳杆菌FJG1530对LPS诱导的急性肝损伤小鼠的炎症反应和氧化应激的影响尚未进行研究。此外,鼠李糖乳杆菌FJG1530对肠道微生物群和肝脏代谢的影响也需要进一步探讨。
本研究旨在探讨鼠李糖乳杆菌FJG1530对LPS诱导的急性肝损伤的保护作用。同时,我们试图阐明鼠李糖乳杆菌FJG1530对肠道微生物群组成和肝脏代谢的影响,从而揭示其通过“肠道微生物群-肝脏代谢”轴改善急性肝损伤的潜在机制。总之,我们的研究旨在为鼠李糖乳杆菌FJG1530作为具有肝脏保护作用的功能性食品提供有用的信息和实践应用,为未来开发和利用该菌株提供重要参考。
细菌菌株和材料
鼠李糖乳杆菌FJG1530最初从中国泉州的健康个体粪便中分离出来,并保存在福州大学食品科学与技术研究所的-80°C环境中。将其在DeMan、Rogosa和Sharpe(MRS)培养基中于37°C下复活24小时,然后在MRS固体培养基中于37°C下培养24小时。将一个单菌落无菌接种到5毫升无菌MRS培养基中,于37°C下孵育18小时,再传代至新的MRS培养基中(2次)
FJG1530对LPS处理小鼠体重和生物指标的影响
如表1所示,三组之间的最终体重、肝脏指数和血清TG水平没有明显差异,表明鼠李糖乳杆菌FJG1530对LPS诱导的急性肝损伤小鼠的体重、肝脏指数和血清TG水平没有直接影响。此外,与对照组相比,LPS组中的血清ALT、AST和ALP活性显著升高(p<0.05),血清TC水平显著降低(p<0.01)。然而,腹腔给予鼠李糖乳杆菌……
讨论
由于肝脏具有丰富的血管网络和相对较慢的血流,因此容易受到损伤。这种环境促进了分泌促炎细胞因子的免疫细胞的积累和激活,从而产生活性氧,导致肝脏炎症损伤(Oriakhi等人,2021年)。越来越多的证据表明,急性肝损伤与氧化应激、细胞凋亡过程、局部炎症和免疫反应失调密切相关(Guo等人,……
结论
本研究指出,鼠李糖乳杆菌FJG1530对LPS引起的急性肝损伤具有缓解作用。结果表明,摄入鼠李糖乳杆菌FJG1530可以有效减轻急性肝损伤小鼠的炎症反应和氧化应激,增强微生物群的抵抗力,并提高盲肠中的短链脂肪酸浓度。肝脏代谢组学分析显示,摄入鼠李糖乳杆菌FJG1530显著改变了急性肝损伤小鼠的肝脏代谢物,有利于缓解肝脏损伤
作者贡献声明
陈幽婷:数据验证、软件处理。郭伟玲:写作、审稿与编辑、项目监督、资金获取。杨宇恒:数据可视化、调查、数据管理。倪莉:资源准备。吕旭聪:数据分析。何思宇:初稿撰写、方法学设计、概念构建
未引用的参考文献
Li等人,2024年;Li等人,2025b年;Oriakhi和Orumwensodia,2021年;Zhou和Feng,2024年。
资助
本研究得到了福州大学的研究项目(XRC-25053)、福建省自然科学基金(2025J011544)以及福州-厦门-泉州国家自主创新示范区协同创新平台项目(2024-P-001)的资助。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。