益生菌Probiatop?缓解5-氟尿嘧啶诱导小鼠肠黏膜炎的机制及其保护作用研究

《Anaerobe》:Protective role of Probiatop? in mitigating 5-fluorouracil-induced intestinal mucositis in mice

【字体: 时间:2026年02月21日 来源:Anaerobe 2.6

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  为解决化疗(如5-氟尿嘧啶/5-FU)所致肠黏膜炎有效疗法匮乏的问题,研究人员在5-FU诱导的小鼠模型中评估了益生菌制剂Probiatop?的干预效果。结果显示,益生菌干预可显著减轻体重下降、改善肠道组织病理、降低炎症反应和肠道通透性、调节微生物代谢,为化疗相关性肠黏膜炎提供了新的辅助治疗策略。

  
化疗是抗击癌症的重要武器,但它在消灭癌细胞的同时,也常常“误伤”人体正常组织,尤其是那些更新快速的细胞。肠道黏膜就是重灾区之一,由此引发的“化疗相关性肠黏膜炎”是临床常见的严重不良反应。患者会出现口腔和肠道黏膜的严重炎症、溃疡,表现为剧烈疼痛、无法进食、严重腹泻甚至出血,这不仅极大降低了患者的生活质量,还常常迫使医生中断或降低化疗剂量,直接影响治疗效果。然而,目前对于这一并发症的治疗选择非常有限,主要以缓解症状为主,缺乏有效的预防或治疗方法。因此,探索能够保护肠道、减轻化疗毒副作用的新策略,成为临床医学和基础研究共同关注的焦点。
在众多潜在的治疗方向中,益生菌因其调节肠道菌群、增强屏障功能和抗炎的独特作用而备受瞩目。本次解读的文章《Protective role of Probiatop? in mitigating 5-fluorouracil-induced intestinal mucositis in mice》发表在期刊《Anaerobe》上。研究团队想知道:一种市售的复合益生菌制剂——Probiatop?(含有鼠李糖乳杆菌、副干酪乳杆菌、嗜酸乳杆菌和乳双歧杆菌),能否在由5-氟尿嘧啶(5-FU)诱导的小鼠肠黏膜炎模型中发挥保护作用?其背后的机制又是什么?他们希望通过这项研究,为开发基于益生菌的辅助治疗新策略提供坚实的实验依据。
为了探索这一问题,研究人员设计并实施了一项严谨的动物实验。他们使用雌性BALB/c小鼠,将其分为四组:健康对照组(CTL)、单纯益生菌组(Prob)、5-FU诱导黏膜炎组(5-FU)以及益生菌干预+5-FU组(Prob + 5-FU)。在诱发黏膜炎前10天就开始给Probiatop?组小鼠灌胃益生菌,并持续至实验结束。通过一次腹腔注射高剂量5-FU(300 mg/kg)来建立急性肠黏膜炎模型。在造模后72小时这个炎症和损伤的高峰期,研究团队对小鼠进行了全面的分析,包括每日评估疾病活动指数、检测肠道通透性、分析肠道组织病理变化、测定炎症相关基因表达,并评估了粪便中的短链脂肪酸(SCFA)水平。
本研究采用了多种关键实验技术:通过测定髓过氧化物酶(MPO)和嗜酸性粒细胞过氧化物酶(EPO)活性来量化组织中中性粒细胞和嗜酸性粒细胞的浸润;使用放射性同位素标记的99mTc-DTPA评估肠道通透性,并用99mTc标记的大肠杆菌评估细菌移位情况;通过实时定量聚合酶链反应(qPCR)检测回肠组织中Toll样受体4(TLR-4)、核因子κB(NF-κB)、肿瘤坏死因子(TNF)和白细胞介素-1β(IL-1β)等关键炎症因子的mRNA表达水平;对回肠组织进行苏木精-伊红(H&E)染色,分析组织病理学损伤评分和绒毛高度;最后,利用高效液相色谱(HPLC)技术对粪便样本中的乳酸、乙酸、丙酸和丁酸等短链脂肪酸进行定量分析。
研究结果
3.1. Probiatop? 治疗显著改善体重减轻
5-FU诱导的黏膜炎导致小鼠体重显著下降、食物摄入减少和小肠长度缩短,疾病活动指数升高。而Probiatop?治疗有效缓解了5-FU引起的体重下降,虽然对食物摄入和肠道长度的影响不显著,但单独使用益生菌并未引起不良反应,表明其安全性。
3.2. Probiatop? 治疗显著减轻了与黏膜炎相关的炎症反应
5-FU诱导了显著的中性粒细胞和嗜酸性粒细胞浸润,并上调了炎症相关基因(TLR-4、NF-κB、TNF和IL-1β)的表达。相比之下,接受Probiatop?治疗的黏膜炎小鼠,其炎症细胞浸润和上述关键促炎介质的表达均显著降低,提示益生菌有效抑制了由TLR-4/NF-κB通路驱动的炎症级联反应。
3.3. Probiatop? 治疗显著降低了黏膜炎小鼠模型的肠道通透性和细菌移位
5-FU攻击显著增加了肠道通透性,并上调了与通透性增加相关的紧密连接蛋白基因Claudin-2的表达。与之相对应,在肺部、脾脏、肝脏、肠系膜淋巴结(MLN)、肾脏和血液中均检测到细菌(99mTc-E. coli)移位水平的升高。Probiatop?治疗有效地恢复了肠道屏障功能,显著降低了肠道通透性和Claudin-2的表达,并几乎将细菌移位水平抑制到与健康对照组相当的程度。
3.4. Probiatop? 治疗减轻了黏膜炎诱导的肠道结构损伤
组织学分析显示,5-FU组小鼠回肠组织出现严重的病理损伤,包括绒毛缩短、隐窝坏死和大量炎症细胞浸润。而Probiatop?治疗显著改善了这些损伤,降低了组织病理学评分,并帮助恢复了绒毛高度,表明益生菌对肠道黏膜结构具有保护作用。
3.5. Probiatop? 治疗显著增加了益生菌组和益生菌+5-FU组中乳酸和乙酸盐的生成
代谢分析发现,益生菌干预显著增加了粪便中乳酸(Prob组和Prob+5-FU组)和乙酸盐(仅Prob组)的水平。然而,黏膜炎诱导(无论是否使用益生菌)均导致了丙酸和丁酸产量的下降。值得注意的是,虽然丁酸水平降低,但益生菌仍然表现出保护作用,提示其机制可能不完全依赖于丁酸的增加,而是与乳酸、乙酸的调节以及整体炎症和屏障功能的改善有关。
结论与意义
本项研究得出结论:在5-FU诱导的小鼠急性肠黏膜炎模型中,预防性补充益生菌制剂Probiatop?能够通过多方面的协同作用发挥保护效应。其核心机制在于,Probiatop?可能通过抑制关键的TLR-4/NF-κB炎症信号通路,下调促炎因子(如TNF、IL-1β)的表达,从而减轻肠道组织的炎症细胞浸润。同时,它有助于维持肠道上皮屏障的完整性,表现为肠道通透性降低、紧密连接蛋白(如Claudin-2)表达正常化,并有效阻止了细菌从肠道向全身器官的移位。此外,Probiatop?还调节了肠道菌群的代谢活动,增加了乳酸和乙酸盐等代谢产物的生成。尽管未能逆转5-FU引起的丁酸和丙酸下降,但乳酸和乙酸的增加可能通过直接或间接途径(如作为能量底物或信号分子)支持了肠道上皮的健康和抗炎环境。
这项研究的意义在于,它系统性地阐释了一种市售多菌株益生菌制剂在化疗相关性肠黏膜炎中的潜在应用价值。研究不仅证实了Probiatop?在缓解临床症状(如体重减轻)、改善组织病理和保护肠道屏障方面的功效,还深入揭示了其可能的作用机制涉及炎症调节、屏障修复和微生物代谢重塑等多个层面。尽管将动物实验结果直接外推至人类需谨慎,且本研究未分析具体的肠道菌群组成变化,但这些发现为开发以益生菌为基础的、用于预防或减轻化疗相关肠道毒性的辅助疗法提供了重要的临床前证据和理论支持,强调了调控“肠道菌群-宿主”互作在管理化疗副作用中的广阔前景。
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