蛋白质营养不良通过破坏肠道菌群-免疫轴加剧内脏利什曼病感染进程

《Frontiers in Nutrition》:Protein undernutrition alters the colonic bacteriome, disrupts intestinal immune homeostasis, and impairs control of Leishmania infantum infection in a murine model of visceral leishmaniasis

【字体: 时间:2026年01月30日 来源:Frontiers in Nutrition 5.1

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  本研究通过小鼠模型揭示蛋白质营养不良(Protein Undernutrition)通过诱导结肠菌群失调(Dysbiosis,如Bacteroidota减少、Desulfobacterota/Firmicutes增加)、破坏肠道免疫稳态(如sIgA升高、促炎因子TNF-α/IL-17A/CCL5上升)及干扰免疫-内分泌通讯(如IGF-1降低),显著加重利什曼原虫(L. infantum)感染后的脾脏寄生虫负荷,为营养干预辅助治疗内脏利什曼病(VL)提供理论依据。

  
引言
蛋白质营养不良是全球性健康问题,可显著增加宿主对传染病的易感性,尤其是内脏利什曼病(Visceral Leishmaniasis, VL)。该研究利用BALB/c小鼠模型,探究低蛋白饮食对利什曼原虫(Leishmania infantum)感染过程中系统性及局部免疫反应、肠道菌群组成和寄生虫负荷的交互影响。
材料与方法
实验将3周龄雄性BALB/c小鼠分为四组:正常蛋白饮食(CP,14%蛋白)、低蛋白饮食(LP,4%蛋白)、正常蛋白感染组(CPi)和低蛋白感染组(LPi)。感染后第14天收集结肠、脾脏等组织,通过qPCR检测寄生虫负荷、实时荧光定量PCR分析细胞因子mRNA表达、流式微球阵列测定结肠腔液细胞因子蛋白水平、16S rRNA测序分析肠道菌群组成。
结果
体重与器官变化
低蛋白饮食导致小鼠体重显著下降(p< 0.0001),血清IGF-1水平降低(p= 0.0002),脾脏和胸腺相对重量减少(p< 0.0001)。感染后,CPi组脾脏重量增加(p= 0.0116),而LPi组无此变化,提示营养不良削弱了淋巴器官对感染的反应能力。
结肠免疫因子表达
营养不良显著下调结肠中IFN-γ、IL-10、IL-12和IL-17A的mRNA表达(p< 0.05),但腔液中促炎因子蛋白水平升高,包括TNF-α、CCL5、IL-17A等(p< 0.05)。LPi组IFN-γ、IL-12、TGFβ、TNF-α水平因饮食与感染的交互作用进一步上升(p< 0.05)。IL-13水平在感染组中普遍升高(p= 0.0362),提示肠道对寄生虫感染的系统性感知。
菌群组成改变
低蛋白饮食引发结肠菌群失调,Beta多样性分析显示组间差异显著(p< 0.001)。营养不良组中Bacteroidota相对丰度下降,而Desulfobacterota和Firmicutes上升(p< 0.05)。LEfSe分析发现Alistipes和Muribaculaceae等属在营养不良组中减少,而Rikenellaceae RC9 gut group和Lachnospiraceae未分类属增多。
sIgA与寄生虫负荷
营养不良组结肠分泌型IgA(sIgA)水平显著升高(p< 0.05),增幅约1.5倍,可能为对菌群失调的代偿反应。脾脏寄生虫负荷在LPi组中显著高于CPi组(p= 0.0098),表明营养不良削弱了系统性的寄生虫控制能力。
讨论
蛋白质营养不良通过改变肠道菌群结构(如增加Desulfobacterota和Firmicutes/Bacteroidota比值)触发结肠局部炎症(TNF-α、IL-17A、CCL5升高)和免疫紊乱(sIgA升高、细胞因子mRNA下调)。这种肠道微环境破坏可能通过免疫-内分泌途径(如IGF-1下降、IL-13介导的肠-肝-脾轴通讯失调)影响系统性免疫应答,最终导致脾脏寄生虫控制能力下降。研究结果强调营养干预在VL管理中的潜在价值,为探索以菌群为靶点的辅助疗法提供新视角。
未来展望
后续研究将关注营养康复能否逆转营养不良诱导的菌群失调和免疫缺陷,并恢复对寄生虫感染的控制能力,为临床营养支持策略提供实验依据。
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