基于“肠道-卵巢/子宫肌层”轴的多菌株益生菌调控：一项关于益生菌改善女性生殖健康的体外机制研究

《Microorganisms》：Probiotic Modulation of the Gut–Ovary and Gut–Myometrium Axes: An In Vitro Study Simone Mulè, Francesca Parini, Rebecca Galla and Francesca Uberti

本研究通过体外“肠-靶组织”模型，首次系统探究了由卷曲乳杆菌LCR6、发酵粘液乳杆菌LF58和两歧双歧杆菌BBF9组成的复合益生菌（MIX，novaFERT?）如何通过代谢物介导的方式，调控“肠道-卵巢”与“肠道-子宫肌层”两条关键生殖轴。研究发现，该复合益生菌可协同增强肠道屏障功能、促进短链脂肪酸（SCFA，特别是丁酸盐）产生，进而改善子宫肌层（myometrium）增殖、降低氧化应激（ROS）和炎症（TNF-α），并激活卵巢细胞中ERK/MAPK、PI3K/AKT等增殖相关通路，调节雌激素受体β（ERβ）、PAX8、PAK-1表达，最终显著提升黄体生成素（LH）和卵泡刺激素（FSH）分泌。这项工作为益生菌通过“肠-生殖”轴改善多囊卵巢综合征（PCOS）和子宫功能，支持女性生育力提供了新颖的体外机制见解。

　　

引言

女性生育力是内分泌、代谢、免疫和结构等多重因素复杂相互作用的结果。多囊卵巢综合征（PCOS）和子宫肌层营养状况改变是影响生育力的常见疾病。肠道微生物群作为机体代谢、内分泌和免疫稳态的关键调节者，其与生殖健康之间的联系日益受到关注。研究表明，肠道菌群失调与PCOS的慢性低度炎症、激素代谢紊乱等病理特征相关。益生菌，特别是乳杆菌（Lactobacillus）和双歧杆菌（Bifidobacterium）属的菌株，展现出通过调节肠道菌群改善生殖健康的潜力。本研究旨在探究特定益生菌株（卷曲乳杆菌LCR6、发酵粘液乳杆菌LF58、两歧双歧杆菌BBF9）在体外对子宫肌层功能和卵巢生理（特别是PCOS相关机制）的潜在调节作用。

材料与方法

研究采用人肠道上皮细胞（Caco-2）、人子宫肌层细胞（PHM1-41）和人卵巢颗粒细胞（COV434）构建体外模型。实验分为三个阶段：第一阶段，确定各益生菌株在肠道细胞中的最适浓度，评估其对细胞活力、屏障完整性（通过TEER和紧密连接蛋白）、丁酸盐产量以及菌株表面疏水性和自聚集能力的影响；第二阶段，利用Transwell?系统构建“肠道-子宫肌层”轴，评估益生菌代谢物对子宫肌层细胞活力、增殖、氧化应激、炎症状态（TNF-α）及催产素信号传导的影响；第三阶段，构建“肠道-卵巢”轴，评估益生菌代谢物对卵巢细胞活力、氧化应激、增殖通路（ERK、AKT）、PCOS相关蛋白（ERβ、PAX8、PAK-1）及激素（LH、FSH）分泌的影响。研究采用MTT法测细胞活力，ELISA法检测丁酸盐、TNF-α、LH、FSH等指标。

结果

在肠道水平，所有测试的益生菌株均能增强Caco-2细胞活力并改善屏障功能。三者组合（MIX）显示出协同效应，显著增加了丁酸盐的产量。在“肠道-子宫肌层”轴中，MIX处理显著提高了子宫肌层细胞的增殖能力，降低了活性氧（ROS）和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）的水平，并调节了与肌肉收缩相关的催产素信号通路。在“肠道-卵巢”轴中，MIX处理激活了卵巢颗粒细胞中的ERK/MAPK和PI3K/AKT信号通路，调节了与PCOS病理相关的ERβ、PAX8和PAK-1的表达，并显著增加了促性腺激素LH和FSH的分泌，其效果优于单一菌株。

结论

本项体外研究表明，由卷曲乳杆菌LCR6、发酵粘液乳杆菌LF58和两歧双歧杆菌BBF9组成的复合益生菌，能够通过增强肠道屏障、产生有益代谢物（如丁酸盐），并经由“肠道-子宫肌层”和“肠道-卵巢”两条轴线，对下游生殖组织产生多方面的积极影响。这些影响包括促进子宫肌层细胞健康、减轻局部氧化应激与炎症，以及调节卵巢细胞功能、改善激素分泌谱。该研究为益生菌制剂通过调控“肠-生殖”轴来支持女性生殖健康，特别是在管理PCOS和改善子宫环境方面，提供了重要的临床前机制依据。