L. rhamnosus菌株通过独立于短链脂肪酸的不同途径缓解洛哌酰胺诱导的便秘

　　一、研究背景：

　　慢速便秘是消化系统功能障碍的常见临床症状，其特征是持续、不频繁或不完全排便。当代生活方式的加快与饮食习惯、压力水平的变化和便秘症状概率的增加有关。尽管有大量证据表明益生菌可以缓解便秘和调节肠道微生物群，但尚未就益生菌机制得出一致的结论。现有的研究结果表明，益生菌可以通过改变神经递质和短链脂肪酸(SCFA)的水平以及调节肠道微生物群和免疫力来影响肠道运动。其他研究表明，胃内给药动物双歧杆菌GCL2505可以有效缓解洛帕胺诱导的便秘的症状，同时显著提高便秘小鼠粪便中相对于模型组的总SCFA水平。然而，文献中很少有报告描述不同物种和菌株缓解便秘的机制的具体差异。因此，我们研究了五种已知可以缓解便秘症状的拉索乳杆菌菌株。

　　二、研究目的：

　　我们探索了这五种菌株对神经递质、SCFA和胃肠道(GI)调节肽水平以及肠道微生态学的影响。L. rhamnosus的五个菌株之间这些生物标志物的差异可以澄清益生菌缓解便秘症状的潜在机制。

　　三、研究结果：

　　1、L. rhamnosus菌株对粪便含水量、第一次排黑便时间、胃肠道转运率的影响

　　单个L. rhamnosus菌株对粪便含水量的影响显著差异、对第一次黑凳排便时间的影响没有显著差异、可以显著提高便秘小鼠的胃肠道转运率。

　　2、在小鼠便秘模型中，L. rhamnosus菌株对胃肠道调节激素的血清水平有不同影响

　　如图2A所示，在洛帕胺治疗后，便秘模型小鼠的血清MTL浓度明显低于正常组，这表明观察到的胃肠道转运的减少可能与血清中MTL的浓度有关。如图所示，使用L. rhamnosus CCFM1068、FZJHZ11-7治疗的小鼠血清中的MTL浓度恢复到正常组的水平。这两种菌株可能会通过提高MTL的血清浓度来增加便秘小鼠的胃肠道转运。L. rhamnosus FHeNJZ7-1没有提高MTL的血清浓度，但提高了GI转运率，这表明这种菌株可以通过不同的机制增强肠道转运。

　　如图2B所示，我们观察到洛帕胺治疗5天后，模型组的血清肽YY(PYY)浓度明显高于正常组。这一观察表明，洛帕胺诱导的便秘也可能与血清PYY浓度异常有关，尽管确切机制仍不清楚。此外，我们观察到L. rhamnosus CCFM1068、FHeNJZ7-1和FTJDG11-1治疗降低了便秘模型小鼠血清中的PYY浓度，并减轻了这种肽对胃肠道转运和运动的抑制作用。然而，FFJND15-L2和FZJHZ11-7菌株没有显著降低便秘小鼠PYY的血清浓度。这一结果表明，L. rhamnosus以菌株特异的方式影响了血清中PYY浓度的变化。

　　3、L. rhamnosus菌株对小鼠便秘模型肠道血清素的差异效应

　　如图3A所示，洛佩胺的给药导致便秘模型小鼠结肠的5-HT水平呈显著下降趋势。因此，便秘症状可能与结肠中这种神经递质的减少有关。L. rhamnosus FHeNJZ7-1和FFJND15-L2的给药导致结肠中5-HT浓度显著增加，L. rhamnosus FHeNJZ7-1组小鼠的5-HT浓度明显高于L. rhamnosus FTJDG11-1组。总而言之，这些结果表明，L. rhamnosus的一些菌株可以增加便秘模型小鼠结肠中的5-HT浓度，从而增强结肠平滑肌收缩和缓解便秘。然而，这种效应显然是显著的，取决于应变。

　　4、L. rhamnosus菌株对便秘模型小鼠结肠神经营养因子的影响显著差异

　　我们首先检查了NT-3和BDNF，如图3B，C所示。与正常组相比，便秘模型小鼠组织中NT-3和BDNF的表达显著下降。这一结果可能归因于洛帕胺在肠道神经系统失调中的活性。只有L. rhamnosus FTJDG11-1在便秘模型小鼠的结肠中增加了NT-3的表达。我们推测，这种菌株通过增加结肠中的NT-3水平来有效缓解便秘。

　　5、L. rhamnosus没有通过改变SCFA的配置文件来缓解便秘

　　与正常组相比，用洛帕胺治疗导致模型组小鼠的乙酸、丙酸、丁酸和戊酸的粪便水平显著降低。然而，伊索丁酸和伊索瓦酸的粪便水平没有显著变化。服用L. rhamnosus后，SCFA的浓度没有明显逆转到正常组的水平(图4A-D)。由于L. rhamnosus的所有五种菌株都可以缓解便秘，这表明SCFA的调节不是这些L. rhamnosus菌株缓解便秘的必要机制。

　　6、L. rhamnosus菌株对便秘模型小鼠肠道微生物群的差异化效应

　　涉及不同L. rhamnosus菌株的干预措施可能对肠道微生物群产生不同影响，微生物群组成的差异可能会影响便秘症状。

　　四、研究结论

　　越来越多的研究证实，慢经便秘与肠道微生物群发育不良密切相关。然而，缓慢运输便秘的病因仍不清楚。我们之前的研究发现，双歧杆菌缓解便秘与恢复SCFA水平有关。然而，在这项研究中，我们观察到L. rhamnosus菌株改善便秘症状的能力与结肠中SCFA水平的升高无关。不同菌株的L. rhamnosus对便秘模型小鼠的胃肠道的不同方面有各种影响，包括运动调节肽的分泌、神经递质和神经营养因子以及肠道微生物群的组成。研究结果表明，同一乳酸细菌的不同菌株可以通过与细胞表面分子和代谢物的菌株间差异相关的不同机制来改善便秘。因此，不同效率的菌株组合可能会从便秘症状中产生更好的缓解。这些观察结果可能有助于未来筛选益生菌以缓解便秘症状。

　　参考：DOI：10.3389/fmicb.2023.1174968