有效改善高尿酸血症的益生菌:嗜酸乳杆菌F02
有效改善高尿酸血症的益生菌:嗜酸乳杆菌F02
高尿酸血症是一种由嘌呤代谢紊乱和尿酸生成排泄失衡引起的代谢性疾病。它与肠道菌群密切相关,被认为是治疗靶点。一些具有降尿酸作用的乳酸菌具有改善宿主高尿酸血症的潜力。然而,其作用机制尚不清楚。本研究筛选了一株能有效降解尿酸前体(肌苷和鸟苷)的乳杆菌L.acidophilus F02,并进一步研究了其缓解高果糖腺嘌呤诱导小鼠高尿酸血症的潜在机制。结果表明,嗜酸乳杆菌F02通过抑制黄嘌呤氧化酶和腺苷脱氨酶活性降低高尿酸血症小鼠血清尿酸水平,同时通过调节NLRP3炎症小体的相对表达,保护肝肾损伤和全身炎症。最重要的是,它恢复了肠道微生物稳态和细菌分类群的丰度(即厚壁菌门和放线菌门的相对丰度平衡,拟杆菌门、瘤胃球菌和乳杆菌的丰度增加)。此外,在HK-2细胞模型中证实了嗜酸乳杆菌F02降低尿酸和抑制NLRP3炎性体表达的能力,以及对RAW264.7细胞的多重免疫调节作用。
综上所述,我们推测果糖腺嘌呤诱导的高尿酸血症会引发肝肾损伤和肠道微生物群的生态平衡,而嗜酸乳杆菌F02可以改善这种生态平衡。降低尿酸合成、增加尿酸排泄和降低nlrp3相关IL-1β水平是改善高尿酸血症的有效策略。这些信息可以为今后对嗜酸乳杆菌生态学的研究提供信息,并指导该物种在食品工业中的膳食应用。
2023年12月,南昌大学食品科学与资源国家重点实验室Yingping Meng团队在期刊《Journal of Functional Foods 》在线发表的一篇题为“Amelioration of hyperuricemia by Lactobacillus acidophilus F02 with uric acid-lowering ability via modulation of NLRP3 inflammasome and gut microbiota homeostasis”的研究性文章。
临床研究表明,高尿酸血症患者的肠道微生物群与健康个体不同。同时,高尿酸血症患者通常表现出共生菌的丰度降低,这意味着肠道中的共生菌可能在预防高尿酸血症中发挥关键作用。然而,共生菌,特别是益生菌如何改善高尿酸血症的机制尚不清楚。益生菌对宿主表现出天然、安全、有效的有益作用,受到了公众的极大赞赏。一些关于乳酸菌在临床试验中使用的报道被发表,其中大部分报道了嘌呤的利用能力和一些研究显示高尿酸血症小鼠中乳杆菌菌株的血清UA降解。此外,乳酸菌的调控被认为是改善高尿酸血症组织损伤的新策略,肠道微生物群有望成为改善高尿酸血症的有效靶点。
本研究旨在系统评价嗜酸乳杆菌F02对高尿酸血症的保护作用,并从体内和体外两方面探讨其作用机制过程:
1、中间产物肌苷和鸟苷的降解率
对选定的五株乳酸菌菌株的嘌呤代谢能力进行了评价 L.acidophilus F02是降解肌苷效果最好的菌株,降解率为94.26%。
2 、L.acidophilus F02对高果糖腺嘌呤诱导的高尿酸血症小鼠模型的影响
通过对小鼠模型的检测,发现嗜酸乳杆菌F02显著抑制了XOD和ADA活性(p<0.05),从而防止了尿酸的过量产生以及对高尿酸血症小鼠肝肾损伤和全身炎症有保护作用
3、细胞模型进一步验证了嗜酸乳杆菌F02的抗高尿酸血症活性
由于观察到嗜酸乳杆菌F02可以缓解高果糖腺嘌呤诱导的小鼠血清尿酸紊乱和多发性炎症,因此建立了尿酸诱导的HK-2细胞模型来证实嗜酸乳杆菌F02的降尿酸能力,结果表明,尿酸可显著降低RAW264.7细胞的吞噬能力。尿酸使RAW264.7细胞偏向M1型促炎表型,IL1β和iNOS升高,但嗜酸乳杆菌F02下调炎症细胞因子IL-1β和iNOS的mRNA水平。相反,嗜酸乳杆菌F02刺激IL-10的表达,IL-10是M2抗炎巨噬细胞的标志。
评估了NLRP3、ASC(凋亡相关斑点样蛋白)和caspase-1(半胱氨酸天冬氨酸特异性蛋白酶1)在肾脏中的表达,ASC和caspase-1都能调节IL-1β分泌的刺激。令人惊讶的是,与对照组相比,HUA组中所有这些蛋白都显著上调。连续8天口服嗜酸乳杆菌F02可恢复上述效果,尤其是NLRP3和caspase-1显著降低(p<0.01)。提示嗜酸乳杆菌F02对高尿酸血症所致肝肾损伤的减弱作用可能是通过直接抑制NLRP3通路相关蛋白的表达介导的。
结论
在这项研究中,首次证实嗜酸乳杆菌F02具有最强的降解肌苷和鸟苷的能力,这将减少肠道对核苷的吸收。随后,我们证明了嗜酸乳杆菌F02能够有效地缓解小鼠高尿酸血症的症状,即通过抑制XOD和ADA的活性来降低血清尿酸,通过抑制NLRP3炎性体和炎症细胞因子来改善肝肾损伤。并通过调节细菌分类群的组成来维持肠道微生物的稳态。结合体外实验结果,总结了嗜酸乳杆菌F02缓解高尿酸血症的潜在机制,除了提供潜在的益生菌外,研究结果还为嗜酸乳杆菌F02作为高尿酸血症的膳食补充剂的基础提供了理论依据。
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.jff.2023.105903
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