腸道核心菌屬——普拉梭菌,預(yù)防炎癥的下一代益生菌
Faecalibacterium prausnitzii(F. prausnitzii),普氏棲糞桿菌,又名:普拉梭菌,是人類腸道菌群中最重要的細(xì)菌之一,占健康人糞便樣本中檢測(cè)到的細(xì)菌總數(shù)的 5-15%,是丁酸的重要生產(chǎn)者之一,具有抗炎作用,維持細(xì)菌酶的活性,保護(hù)消化系統(tǒng)免受腸道病原體的侵害。
已經(jīng)證實(shí),患有慢性便秘、乳糜瀉、腸易激綜合征和炎癥性腸?。ò肆_恩病和潰瘍性結(jié)腸炎)的個(gè)體中這種微生物的數(shù)量減少。此外,在 2 型糖尿病、結(jié)直腸癌和銀屑病患者中觀察到較低水平的F. prausnitzii。
F. prausnitzii 數(shù)量的變化可能是人類腸道菌群失調(diào)的跡象,科學(xué)家們將其視為下一代益生菌的候選者。
01
簡(jiǎn) 介
Faecalibacterium prausnitzii,革蘭氏陰性,對(duì)氧極度敏感,是柔嫩梭菌類群的優(yōu)勢(shì)菌,屬于梭菌科,厚壁菌門。該物種屬于Clostridium cluster IV分組的Clostridium leptum group柔嫩梭菌類群,是該類群的最優(yōu)勢(shì)菌種,占64%左右。一般中文翻譯柔嫩梭菌指的就是這個(gè)類群,其代表物種就是普氏棲糞桿菌,又名普拉梭菌。
普拉梭菌的掃描電子顯微鏡圖像
Plateforme MIMA 2, T. Meylheuc
直到 2000 年代中期,16S rRNA 文庫的高通量測(cè)序和糞便 DNA 的宏基因組分析顯示F. prausnitzii是人類腸道中最豐富的細(xì)菌之一,人們才完全意識(shí)到該物種對(duì)人類健康的重要性細(xì)菌總數(shù)的 5–15%。
在嬰兒早期,F(xiàn)aecalibacterium prausnitzii 的數(shù)量非常低,并在原定殖細(xì)菌建立后增加。同時(shí),在克羅恩病 (CD)和潰瘍性結(jié)腸炎 (UC) 等各種炎癥性腸病 (IBD) 以及結(jié)直腸癌 (CRC) 和 2 型糖尿病中觀察到 F. prausnitzii 水平降低。
F. prausnitzii 生長(zhǎng)繁殖腸道理化調(diào)節(jié)
pH值
F. prausnitzii 生長(zhǎng)的最佳 pH 值范圍在 5.7 和 6.7 之間,這是在結(jié)腸中發(fā)現(xiàn)的 pH 值范圍。盡管在 5-5.7 的 pH 值范圍內(nèi)菌株之間的耐受性存在差異,但在 3.5 和 4.5 的 pH 值之間沒有觀察到生長(zhǎng)。這表明 pH 值影響F. prausnitzii 沿腸道的分布。
該菌在健康受試者和腸道疾病患者的十二指腸(pH 范圍 5.7-6.4)和回腸末端中也被檢測(cè)到。據(jù)報(bào)道,潰瘍性結(jié)腸炎和克羅恩病患者經(jīng)常出現(xiàn)酸性大便,因此仍有待證明腸道局部 pH 值是否會(huì)調(diào)節(jié)F.prausnitzii 在腸道疾?。ㄈ?nbsp;IBD)患者中的豐度和組成。
膽汁濃度
F. prausnitzii 對(duì)膽汁鹽生理濃度的輕微增加也高度敏感,這為克羅恩病患者表現(xiàn)出的F. prausnitzii豐度減少提供了一個(gè)合理的解釋,因?yàn)檫@些患者的膽紅素濃度增加,尤其是那些有回腸疾病受累和接受過腸切除術(shù)的患者。
此外,據(jù)報(bào)道,分離株之間的耐受性存在差異,尤其是膽鹽濃度為 0.1% (wt/vol) 時(shí),表明膽汁鹽濃度的變化可能決定F. prausnitzii亞型組成的變化。由于克羅恩病患者的膽鹽成分也發(fā)生改變,需要進(jìn)一步研究以確定F. prausnitzii是否對(duì)某些類型的膽鹽成分具有更高的敏感性,并確定不同的膽汁鹽譜是否會(huì)改變 F. prausnitzii 亞型組成。
氧氣
F. prausnitzii對(duì)氧極為敏感,但它能夠通過在黃素和半胱氨酸或谷胱甘肽存在的情況下使用細(xì)胞外電子轉(zhuǎn)移來承受腸粘膜中發(fā)現(xiàn)的低水平氧氣 。最近,已經(jīng)證明,當(dāng)與這些抗氧化劑和菊粉作為冷凍保護(hù)劑一起配制時(shí),菌株 A2-165 可以在環(huán)境空氣中保持活力 24 小時(shí)。因?yàn)?strong>氧氣梯度在定義結(jié)腸中微生物的空間組織方面具有重要作用,確定F. prausnitzii亞型之間的氧耐受性是否存在差異,以及它是否與粘膜的發(fā)炎狀態(tài)相關(guān),將會(huì)很有趣。
營(yíng)養(yǎng)素
F. prausnitzii的必需營(yíng)養(yǎng)素的可用性和有效性可能會(huì)影響其在腸道中的分布。
F. prausnitzii的全局營(yíng)養(yǎng)需求已經(jīng)通過人工策劃的代謝重建進(jìn)行了調(diào)查,該重建確定了幾種氨基酸和維生素作為生長(zhǎng)因子。體外實(shí)驗(yàn)表明,F(xiàn). prausnitzii可以通過代謝交叉喂養(yǎng)直接或間接地代謝纖維。乙酸鹽消耗是F. prausnitzii生產(chǎn)丁酸鹽的主要驅(qū)動(dòng)力。當(dāng)這兩個(gè)物種在低聚果糖上一起生長(zhǎng)時(shí),青春雙歧桿菌釋放的醋酸鹽的消耗已被證明會(huì)刺激F. prausnitzii。F. prausnitzii可以代謝來自宿主和飲食來源的底物,菌株之間存在一些差異。
F. prausnitzii分離株可以使用簡(jiǎn)單碳水化合物生長(zhǎng)良好,但菌株之間在發(fā)酵更復(fù)雜碳水化合物的能力方面存在一些差異,例如那些來自宿主或飲食的碳水化合物,盡管大多數(shù)F. prausnitzii菌株都能夠發(fā)酵菊粉,但研究結(jié)果表明,其中只有兩種菌株可以在該基質(zhì)上生長(zhǎng)良好。這支持觀察到該益生元在營(yíng)養(yǎng)干預(yù)中對(duì)該物種的刺激,并表明只有F. prausnitzii種群的一些成員受到菊粉的選擇性刺激。
該物種的菌株利用腸腔中發(fā)現(xiàn)的其他多糖的能力有限,例如阿拉伯半乳聚糖、木聚糖和可溶性淀粉。大多數(shù)分離株可以在蘋果果膠上生長(zhǎng),并且能夠使用一些果膠衍生物。體外研究表明,在生理?xiàng)l件下,F(xiàn). prausnitzii可以在某些類型的果膠發(fā)酵中發(fā)揮關(guān)鍵作用,并且可以與其他腸道細(xì)菌成功競(jìng)爭(zhēng)這種底物。
最近一項(xiàng)基于普拉梭菌 A2-165菌株功能代謝圖的研究預(yù)測(cè)其無法合成氨基酸丙氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、絲氨酸和色氨酸。通過對(duì)其他F. prausnitzii菌株基因組的進(jìn)一步分析,已經(jīng)觀察到維生素和輔助因子(例如:生物素、葉酸、煙酸、泛酸、吡哆醇和硫胺素)的營(yíng)養(yǎng)缺陷型,并且菌株之間似乎存在與核黃素生產(chǎn)有關(guān)的一些差異,這可能是由于菌株間差異。
相比之下,該物種已被預(yù)測(cè)為鈷胺素生產(chǎn)者。有證據(jù)表明,一些 IBD 患者易患鈷胺素缺乏癥,但尚未確定這種情況的原因。由于缺乏一致的臨床數(shù)據(jù)表明 IBD 患者易患這種缺陷,因此確定它是否與腸道中鈷胺素生產(chǎn)者的消耗有關(guān)會(huì)很有價(jià)值。
F. prausnitzii與腸道微生物群其他成員的關(guān)系
F. prausnitzii在腸道中與C. coccoides組和 Bacteroidetes 的幾個(gè)成員共同發(fā)生。有人提出F. prausnitzii可能依賴其他物種(如擬桿菌)進(jìn)行交叉飼養(yǎng)。在共培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中,觀察到F. prausnitzii 的發(fā)酵活動(dòng)過程中,多形擬桿菌(B. thetaiotaomicron)正在發(fā)酵果膠。表明后者產(chǎn)生的乙酸鹽促進(jìn)了F. prausnitzii 的生長(zhǎng)。此外,B. thetaiotaomicron對(duì)果膠的初始發(fā)酵可以釋放果膠衍生物,然后可以被F. prausnitzii使用。
最近對(duì)大鼠模型的研究表明,F(xiàn).prausnitzii 需要預(yù)先存在后,B.thetaiotaomicron才能在腸道定植。已經(jīng)反復(fù)觀察到無法維持F. prausnitzii單相關(guān)動(dòng)物模型 并且還描述了一種小鼠模型,其中F. prausnitzii植入胃腸道需要用大腸桿菌預(yù)先制備,表明F. prausnitzii和其他菌群存在密切關(guān)系。在 IBD 患者中發(fā)現(xiàn)了這兩種物種之間的相關(guān)性,根據(jù)疾病位置觀察到正相關(guān)或負(fù)相關(guān)。這表明一個(gè)種群對(duì)另一個(gè)種群的影響,盡管還不能排除宿主因素的影響。
F. prausnitzii 的分類學(xué)和系統(tǒng)發(fā)育
已經(jīng)確定Faecalibacterium屬與厚壁菌門、梭菌類和瘤胃球菌科中的梭菌群 IV的成員有關(guān)。目前,F(xiàn). prausnitzii是唯一成功分離的糞桿菌屬物種。
F. prausnitzii種內(nèi)多樣性
最近對(duì)分離株的系統(tǒng)發(fā)育表征確定該物種包括兩個(gè)系統(tǒng)發(fā)育群,它們具有 97% 的 16S rRNA 基因序列相似性。其中分類群 I 的減少是腸道炎癥的更敏感標(biāo)志物。迄今為止,大部分可用的基因組和生理數(shù)據(jù)是使用分類群 II 菌株收集的。
F. prausnitzii基因組之間的平均核苷酸同一性水平非常低,而基因組的可塑性卻很高。兩個(gè)基因組可以根據(jù)功能基因互補(bǔ)的差異進(jìn)行分離,盡管這種劃分與基于保守基因系統(tǒng)發(fā)育的分離不完全一致,突出了水平基因轉(zhuǎn)移在塑造F. prausnitzii 中的重要性基因組。兩個(gè)基因組之間的差異主要在于與碳水化合物分解代謝相關(guān)的基因(例如分類群 I中預(yù)測(cè)的唾液酸酶基因)和氨基酸的互補(bǔ),以及防御機(jī)制。
值得注意的是,最近對(duì)健康和患病腸道樣本中物種多樣性和豐度的研究表明,存在其他F. prausnitzii系統(tǒng)發(fā)育型,并且不能排除Faecalibacterium屬內(nèi)其他物種的存在。這些已經(jīng)通過分析糞便樣本中總體細(xì)菌群落的分子方法估計(jì),代表大約 2% 的糞桿菌序列,并使用物種特異性引物。有趣的是,罕見的系統(tǒng)發(fā)育型主要是從患有腸道疾病的受試者身上發(fā)現(xiàn)的。
02
F. prausnitzii 的健康益處
產(chǎn)生丁酸,維持腸道穩(wěn)態(tài)
Faecalibacterium prausnitzii 一直被報(bào)道為腸道中發(fā)現(xiàn)的主要丁酸鹽生產(chǎn)者之一。丁酸鹽在腸道生理學(xué)和宿主健康中起著至關(guān)重要的作用。丁酸鹽結(jié)腸細(xì)胞的主要能量來源之一,能夠保持腸道內(nèi)壁的完整性,防止病原體通過腸道進(jìn)入人體。它刺激絨毛的生長(zhǎng) (腸道屏障上的微觀擠壓)并促進(jìn)粘蛋白的產(chǎn)生,粘蛋白是一種覆蓋腸道內(nèi)壁的保護(hù)性凝膠。此外,丁酸鹽通過增加緊密連接蛋白的合成和抗菌肽的產(chǎn)生來參與結(jié)腸屏障的增強(qiáng)。
腸道屏障依賴于 T 連接蛋白來防止腸道內(nèi)容物泄漏到血液中。丁酸鹽通過激活 AMP 活化蛋白激酶 (AMPK) 來促進(jìn)緊密結(jié)合的 T 連接蛋白。
丁酸鹽可以通過調(diào)節(jié)腸腔 pH 值來調(diào)節(jié)腸道微生物群,這對(duì)產(chǎn)生短鏈脂肪酸的細(xì)菌有益,丁酸鹽可以保持上皮缺氧并限制硝酸鹽呼吸依賴性細(xì)菌的過度生長(zhǎng)以維持腸道穩(wěn)態(tài)。
丁酸鹽是由某些細(xì)菌在乳酸發(fā)酵過程中產(chǎn)生的。然而,乳酸也是硫酸鹽還原菌的首選能源,硫酸鹽還原菌會(huì)產(chǎn)生硫化物并抑制結(jié)腸細(xì)胞對(duì)丁酸的氧化。IBD 中產(chǎn)生丁酸鹽的菌的消耗可能會(huì)削弱已經(jīng)脆弱的腸上皮細(xì)胞,導(dǎo)致共生或低致病性細(xì)菌的入侵,隨后激活免疫活性細(xì)胞。
產(chǎn)生丁酸,抗炎抗腫瘤
丁酸鹽可以通過抑制 NF-κB 轉(zhuǎn)錄因子激活、上調(diào) PPARγ和抑制干擾素γ來減輕腸黏膜炎癥。
此外,F(xiàn). prausnitzii已被證明可以產(chǎn)生許多具有抗炎特性的物質(zhì),包括一種 15 kDa 的蛋白質(zhì)“微生物抗炎分子”(MAM),它能夠抑制腸上皮中的 NF-κB 通路細(xì)胞和預(yù)防小鼠 IBD 模型中的結(jié)腸炎 。而且,丁酸鹽可能通過抑制組蛋白脫乙酰酶活性來抑制炎癥反應(yīng),導(dǎo)致組蛋白過度乙酰化和抑制 NF-κB 活性。
Faecalibacterium prausnitzii 上清液已被證明可以抑制促炎性 IL-8 免疫蛋白的產(chǎn)生。
F. prausnitzii 還通過激活產(chǎn)生 IL-10(一種抗炎蛋白)的 T 細(xì)胞來幫助對(duì)抗炎癥。
F. prausnitzii的抗炎機(jī)制
額外的抗炎特性歸因于該菌還通過其誘導(dǎo)耐受性細(xì)胞因子譜的能力(促炎細(xì)胞因子如 IL-12 和 IFN-γ 的分泌非常低,而抗炎細(xì)胞因子 IL-10 的分泌增加)。這些抗炎作用部分與能夠阻斷 NF-κB 激活、IL-8 產(chǎn)生和調(diào)節(jié)性 T 細(xì)胞產(chǎn)生上調(diào)的分泌代謝物有關(guān)。
這些微生物可以產(chǎn)生莽草酸,一種常見于植物中的酸,能夠防止脂多糖 (LPS) 引起的炎癥。LPS 是一些細(xì)菌外膜上的毒素,可以激活免疫系統(tǒng)并引起炎癥。F. prausnitzii 還可以制造水楊酸,這有助于防止細(xì)菌形成生物膜,這是一些引起感染的微生物的常見特征。
體外研究表明,丁酸鹽還具有抗腫瘤作用,包括減少腸上皮細(xì)胞中腫瘤壞死因子 (TNF) 的分泌,并誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的分化和凋亡,從而抑制腫瘤生長(zhǎng)。
F. prausnitzii 及其代謝物對(duì)小鼠結(jié)腸炎發(fā)揮保護(hù)作用,改善了腸道菌群失調(diào),增加了細(xì)菌多樣性和產(chǎn)生短鏈脂肪酸菌的豐度,降低了血清 TNF-α 和Proteinbacteria,酸桿菌門和擬桿菌。這些發(fā)現(xiàn)將為F. prausnitzii 的抗炎抗腫瘤作用提供進(jìn)一步的證據(jù),其具有治療 IBD 的潛力。
下一代益生菌特性
大多數(shù)商業(yè)益生菌不包括有益健康的優(yōu)勢(shì)腸道微生物菌株,這就是為什么這些益生菌菌株不會(huì)在人類腸道中定殖并且它們的作用僅在很短的時(shí)間內(nèi)持續(xù)存在的原因。如今,人們對(duì)使用共生細(xì)菌作為潛在的益生菌劑越來越感興趣。
使用厭氧細(xì)菌和 EOS(氧敏感) 細(xì)菌是成功分離可能影響腸道穩(wěn)態(tài)的代表性菌株的先決條件。Faecalibacterium prausnitzii從健康志愿者分離株:F. prausnitzii作為新一代益生菌在使用中向前邁進(jìn)了一步。
但是下一代共生益生菌必須滿足與傳統(tǒng)益生菌相同的標(biāo)準(zhǔn)。它們應(yīng)該:
(i) 被隔離和充分表征
(ii) 達(dá)到安全要求,例如可接受的抗生素抗性或缺乏裂解和粘附能力
(iii) 作為益生菌考慮,在被隔離之前對(duì)宿主表現(xiàn)出有益的影響
關(guān)于F. prausnitzii,雖然對(duì)其安全性知之甚少,但該物種作為下一代益生菌具有明顯的潛力。到目前為止,所有F. prausnitzii分離株具有一些特征,例如:
(i) 缺乏上皮細(xì)胞粘附、質(zhì)粒、抗微生物和溶血活性
(ii) 存在 DNAse 活性。部分的F. prausnitzii菌株產(chǎn)生的 D-乳酸微弱,不會(huì)對(duì)宿主產(chǎn)生代謝有害影響,無法降解黏蛋白。
僅使用參考菌株F. prausnitzii A2-165在體外和體內(nèi)分析了其有益的抗炎作用和生物膜形成菌株 HTF-F。由于益生菌特性通常是菌株特異性的,需要單獨(dú)研究來評(píng)估其他F. prausnitzii分離菌株的抗炎特性。
03
與人體疾病有關(guān)
人體微生物組中 F. prausnitzii 的豐度受其健康狀況和結(jié)腸環(huán)境的影響。這一點(diǎn)尤其重要,因?yàn)樵诨加邢到y(tǒng)疾病的患者中發(fā)現(xiàn)了低于平均水平的F. prausnitzii。
克羅恩病和潰瘍性結(jié)腸炎
腸道微生物群可能通過兩種機(jī)制驅(qū)動(dòng)致病性,即“促炎”菌群的擴(kuò)張或微生物群保護(hù)性化合物的限制。
健康腸道和IBD患者中 F. prausnitzii
在IBD患者中,腸道環(huán)境的改變可能會(huì)影響F. prausnitzii 的種群組成和負(fù)荷。這些差異可以通過監(jiān)測(cè)來鑒別IBD亞型。
在過去的十年的研究已發(fā)現(xiàn),相當(dāng)數(shù)量的降低的F. prausnitzii水平與某些形式的IBD相關(guān)。雖然F. prausnitzii水平與潰瘍性結(jié)腸炎活動(dòng)和隱窩炎之間的聯(lián)系是有爭(zhēng)議的,在克羅恩病中F. prausnitzii枯竭,尤其是在疾病發(fā)作和克羅恩病的回腸部位。
◥ 治療后F. prausnitzii恢復(fù)
在糞便和活檢樣本中使用的各種證明方法表明,對(duì)克羅恩病患者有效的各種抗炎和抗菌治療,包括大劑量皮質(zhì)醇、英夫利昔單抗、干擾素-α2b 和利福昔明,都能夠恢復(fù)正常水平的F. prausnitzii。
因此,有人提出F. prausnitzii的消耗不是克羅恩病的致病事件,而是產(chǎn)生過量活性氧 (ROS) 的粘膜炎癥的結(jié)果。這導(dǎo)致粘膜相關(guān)和管腔 EOS 培養(yǎng)物顯著減少,包括F. prausnitzii。
如何解釋Faecalibacterium prausnitzii在潰瘍性結(jié)腸炎和克羅恩病患者中減少?
◥ pH值
健康的腸道 pH 值 (5.7–6.7) 為 F. prausnitzii 的生長(zhǎng)提供了最佳條件,而高酸性環(huán)境會(huì)抑制 Faecalibacterium prausnitzii 的生長(zhǎng)。尤其是,潰瘍性結(jié)腸炎和克羅恩病患者的大便呈酸性,這可能有助于解釋為什么他們的微生物群中缺乏 F. prausnitzii .
◥ 膽汁
膽汁及其成分水平略微升高也會(huì)影響 F. prausnitzii 豐度。膽汁是肝臟分泌的一種物質(zhì),可在消化過程中分解脂肪。膽汁鹽已被證明可以抑制 Faecalibacterium prausnitzii。
研究人員假設(shè)這種對(duì)膽汁的敏感性可以解釋為什么這些微生物在克羅恩病患者中較少?;加羞@種炎癥性疾病的人往往有較高水平的膽紅素,膽紅素是一種賦予膽汁顏色的色素,特別是如果他們已經(jīng)切除了部分腸道。
潰瘍性結(jié)腸炎中, F. prausnitzii有缺陷的腸道定植,這在緩解期短、既往有頻繁復(fù)發(fā)史和結(jié)腸炎大范圍擴(kuò)展的患者中更為嚴(yán)重。此外,復(fù)發(fā)后,F(xiàn). prausnitzii在維持緩解時(shí)逐漸恢復(fù),1年后達(dá)到接近參考種群的值。
基于F. prausnitzii菌株特性的治療探索
科學(xué)研究人員提出假設(shè),即F. prausnitzii 的高定植可能會(huì)阻止?jié)冃越Y(jié)腸炎中粘膜炎癥過程的重新激活。這一假設(shè)應(yīng)在未來的研究和增加腸道F. prausnitzii 的策略中得到證實(shí)需要在患有廣泛疾病的患者中對(duì)人群進(jìn)行驗(yàn)證。
F. prausnitzii菌株還可以利用N-乙酰氨基葡萄糖,一種在腸粘膜中發(fā)現(xiàn)的糖蛋白的成分。有趣的是,用這種化合物進(jìn)行治療可能會(huì)改善克羅恩病,因?yàn)樗梢宰鳛檠装Y、受損腸道軟組織的愈合因子。因此,鑒于F. prausnitzii能夠發(fā)酵這種碳水化合物,探索在接受這種治療的克羅恩病患者中恢復(fù)這種有益腸道細(xì)菌的效果將是有意義的。
鎮(zhèn)痛特性
慢性腹痛是腸易激綜合征或炎癥性腸病等腸道疾病患者的常見癥狀之一。研究人員表明,在炎癥性腸病的患者中,腸道中的Faecalibacterium prausnitzii細(xì)菌的豐度降低。
這些研究人員已經(jīng)證明,由于壓力動(dòng)物模型(產(chǎn)生絞痛起源的內(nèi)臟超敏反應(yīng)),F. prausnitzii豐度的減少與內(nèi)臟超敏反應(yīng)的出現(xiàn)有關(guān)。對(duì)于人類,這種超敏反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致腸道不適或腹痛。
科學(xué)家已經(jīng)證明,通過給這些動(dòng)物服用F. prausnitzii,它們恢復(fù)了正常的絞痛敏感性。
結(jié)直腸癌
丁酸鹽的抗炎功能包括抗癌特性。這種短鏈脂肪酸是一種組蛋白脫乙酰酶 (HDAC) 抑制劑:它抑制癌細(xì)胞的活性和生命周期。這促使研究人員調(diào)查 Faecalibacterium prausnitzii 在結(jié)直腸癌中的作用。
結(jié)直腸癌患者產(chǎn)丁酸鹽的細(xì)菌較少,包括Faecalibacterium prausnitzii。有人提出,由于丁酸鹽產(chǎn)量較低,腸道內(nèi)壁細(xì)胞可能更容易受到損傷,這可能會(huì)增加患癌癥的風(fēng)險(xiǎn)。
擴(kuò)展閱讀:結(jié)直腸癌防治新策略——微生物群
乳腺癌
F.prausnitzii 通過抑制IL-6/STAT3通路抑制乳腺癌細(xì)胞的生長(zhǎng)。菌群代謝物與菌群結(jié)合(如Faecalibacterium與磷膽堿結(jié)合)可能是乳腺癌的一種新的檢測(cè)方法。
糖尿病
糖尿病是一種代謝性疾病,其中由于胰島素功能受損,身體失去控制血糖的能力。升高的循環(huán)葡萄糖會(huì)損害血管并增加患心臟病的風(fēng)險(xiǎn)。
許多針對(duì)人類的研究已經(jīng)確定了腸道微生物組的失衡(生態(tài)失調(diào)),這會(huì)削弱腸道內(nèi)壁,并使不良分子進(jìn)入體內(nèi),從而破壞其他器官??茖W(xué)家們認(rèn)為,生態(tài)失調(diào)先于并促進(jìn)了糖尿病的發(fā)展。
糖尿病患者的厚壁菌門水平較低,包括 Faecalibacterium prausnitzii 和其他可強(qiáng)化腸道內(nèi)壁的產(chǎn)丁酸鹽細(xì)菌。
研究表明,脂多糖是在某些革蘭氏陰性細(xì)菌上發(fā)現(xiàn)的促炎分子,當(dāng)腸道屏障薄弱時(shí),它會(huì)進(jìn)入血液并損害胰腺中的B 細(xì)胞功能,產(chǎn)生胰島素的細(xì)胞。
過敏反應(yīng)
Faecalibacterium prausnitzii通過調(diào)節(jié)腸道微生物群和短鏈脂肪酸的產(chǎn)生來緩解屋塵螨引起的過敏性哮喘。
補(bǔ)充F. prausnitzii可阻斷嗜酸性粒細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的流入,減輕病理變化。此外,活的和死的F. prausnitzii給藥都降低了白細(xì)胞介素 IL-4、IL-5、IL-13 和免疫球蛋白 G1 的水平,提高了調(diào)節(jié)性 T 細(xì)胞 (Treg) 的比例,改善了微生物生態(tài)失調(diào)并增強(qiáng)了短鏈脂肪酸生產(chǎn)。
Faecalibacterium prausnitzii部分通過腸道微生物群調(diào)節(jié)和短鏈脂肪酸產(chǎn)生發(fā)揮抗哮喘作用,表明其作為預(yù)防過敏性哮喘的益生菌劑的潛力。
肝病
研究人員研究了口服F. prausnitzii治療對(duì)高脂肪喂養(yǎng)小鼠的影響。與高脂肪對(duì)照小鼠相比,F. prausnitzii處理的小鼠肝臟脂肪含量、天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶和丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶較低,肝臟中脂肪酸氧化和脂聯(lián)素信號(hào)傳導(dǎo)增加。肝臟脂質(zhì)組學(xué)分析顯示,幾種甘油三酯、磷脂和膽固醇酯的含量減少。內(nèi)臟脂肪組織中的脂聯(lián)素表達(dá)增加,皮下和內(nèi)臟脂肪組織對(duì)胰島素更敏感。
且F. prausnitzii治療增加了肌肉質(zhì)量,這可能與增強(qiáng)線粒體呼吸、改變腸道微生物群組成和改善腸道完整性有關(guān)??偟膩碚f,F(xiàn). prausnitzii治療可改善肝臟健康,減少小鼠脂肪組織炎癥,需要進(jìn)一步研究以發(fā)現(xiàn)其治療潛力。
其它
腸道菌群中F. prausnitzii的消耗與微生物失調(diào)有關(guān),同時(shí)伴隨著廣泛的代謝和/或免疫介導(dǎo)的慢性疾病,包括銀屑病、高血壓、心臟和腎臟疾病。
在以下患者中已顯示低水平的F. prausnitzii:
04
如何補(bǔ)充增加
綜上所述,F(xiàn). prausnitzii 對(duì)人體腸道和健康非常重要,以至于它被稱為腸道中的“關(guān)鍵物種”?,F(xiàn)在問題來了:如何增加腸道中這種細(xì)菌的數(shù)量?
能否添加到酸奶中補(bǔ)充?
不能。
添加到酸奶中或作為補(bǔ)充劑的典型細(xì)菌在暴露于空氣(氧氣)時(shí)能夠存活。然而,F(xiàn). prausnitzii是“氧敏感的”,它們?cè)?strong>暴露于空氣后幾分鐘內(nèi)就會(huì)死亡。研究人員將這種有益細(xì)菌視為“未來的益生菌”,目前正在進(jìn)行研究以找出它可以輕松儲(chǔ)存并暴露在空氣中幾個(gè)小時(shí)而不會(huì)死亡的方法。所以目前沒有辦法服用益生菌F. prausnitzii補(bǔ)充劑。
除此之外還能做什么呢?
飲食。
高動(dòng)物肉、高動(dòng)物脂肪、高糖、高度加工食品和低纖維飲食(典型的西化飲食)會(huì)降低F. prausnitzii 的數(shù)量,而高纖維、低肉的飲食會(huì)增加 F. prausnitzii 的數(shù)量。
——高纖維
我們可以做的第一個(gè)提高 F. prausnitzii 的數(shù)量的辦法, 就是增加飲食中的纖維。增加膳食纖維會(huì)增加丁酸鹽,丁酸鹽與結(jié)腸健康有關(guān),具有抗炎和抗癌作用。
高纖維是包括:全谷物、蔬菜、水果、堅(jiān)果、種子和豆類。此外,還要主要吃多樣化的植物性飲食,也就是說大量的植物性食物。多樣性似乎很重要——不同類型的纖維喂養(yǎng)不同的細(xì)菌。
——益生元
菊粉型果聚糖和阿拉伯木聚糖等益生元可增加F. prausnitzii的數(shù)量。
一項(xiàng)研究表明,獼猴桃膠囊的攝入增加了功能性便秘患者的Faecalibacterium prausnitzii 豐度。
雖然F. prausnitzii可能是腸道中一種重要的有益細(xì)菌,但是它與其他有益細(xì)菌的關(guān)系,它們是交叉喂養(yǎng)的。研究表明青春雙歧桿菌是利用菊粉主要物種并刺激Faecalibacterium prausnitzii的增加。
主要參考文獻(xiàn):
Heinken, A., Khan, M. T., Paglia, G., Rodionov, D. A., Harmsen, H. J. M., & Thiele, I. (2014). Functional Metabolic Map of Faecalibacterium prausnitzii, a Beneficial Human Gut Microbe. Journal of Bacteriology, 196(18), 3289–3302. doi:10.1128/jb.01780-14
Rivière, A., Selak, M., Lantin, D., Leroy, F., & De Vuyst, L. (2016). Bifidobacteria and Butyrate-Producing Colon Bacteria: Importance and Strategies for Their Stimulation in the Human Gut. Frontiers in Microbiology, 7. doi:10.3389/fmicb.2016.00979
Lopez-Siles, M., Duncan, S. H., Garcia-Gil, L. J., & Martinez-Medina, M. (2017). Faecalibacterium prausnitzii: from microbiology to diagnostics and prognostics. The ISME Journal, 11(4), 841–852. doi:10.1038/ismej.2016.176
Moreno-Indias, I., Sánchez-Alcoholado, L., Pérez-Martínez, P., Andrés-Lacueva, C., Cardona, F., Tinahones, F., & Queipo-Ortu?o, M. I. (2016). Red wine polyphenols modulate fecal microbiota and reduce markers of the metabolic syndrome in obese patients. Food & Function, 7(4), 1775–1787. doi:10.1039/c5fo00886g
Richardson, D. P., Ansell, J., & Drummond, L. N. (2018). The nutritional and health attributes of kiwifruit: a review. European Journal of Nutrition. doi:10.1007/s00394-018-1627-z
Blatchford, P., Stoklosinski, H., Eady, S., Wallace, A., Butts, C., Gearry, R., … Ansell, J. (2017). Consumption of kiwifruit capsules increases Faecalibacterium prausnitzii abundance in functionally constipated individuals: a randomized controlled human trial. Journal of Nutritional Science, 6. doi:10.1017/jns.2017.52
Lopez-Siles M, Duncan SH, Garcia-Gil LJ, Martinez-Medina M. Faecalibacterium prausnitzii: from microbiology to diagnostics and prognostics. ISME J. 2017 Apr;11(4):841-852. doi: 10.1038/ismej.2016.176. Epub 2017 Jan 3. PMID: 28045459; PMCID: PMC5364359.
Ramirez Farias C, Slezak K, Fuller Z, Duncan A, Holtrop G, Louis P. Effect of inulin on the human gut microbiota: stimulation of Bifidobacterium adolescentis and Faecalibacterium prausnitzii. Br J Nutr. 2009 Feb;101(4):541-50. doi: 10.1017/S0007114508019880. Epub 2008 Jul 1. PMID: 18590586.
Varela E, Manichanh C, Gallart M, Torrejón A, Borruel N, Casellas F, Guarner F, Antolin M. Colonisation by Faecalibacterium prausnitzii and maintenance of clinical remission in patients with ulcerative colitis. Aliment Pharmacol Ther. 2013 Jul;38(2):151-61. doi: 10.1111/apt.12365. Epub 2013 Jun 3. PMID: 23725320.
Munukka, E., Rintala, A., Toivonen, R. et al. Faecalibacterium prausnitzii treatment improves hepatic health and reduces adipose tissue inflammation in high-fat fed mice. ISME J 11, 1667–1679 (2017). doi.org/10.1038/ismej.2017.24
本文由“健康號(hào)”用戶上傳、授權(quán)發(fā)布,以上內(nèi)容(含文字、圖片、視頻)不代表健康界立場(chǎng)?!敖】堤?hào)”系信息發(fā)布平臺(tái),僅提供信息存儲(chǔ)服務(wù),如有轉(zhuǎn)載、侵權(quán)等任何問題,請(qǐng)聯(lián)系健康界(jkh@hmkx.cn)處理。
相關(guān)知識(shí)
腸道菌群與健康:探究發(fā)酵食品、飲食方式、益生菌和后生元的影響
腸道菌群失調(diào)癥
谷物調(diào)節(jié)腸道菌群,促進(jìn)代謝健康
貓狗腸道菌群—“主子們”的健康新領(lǐng)域
腸道菌群失衡的癥狀、原因和自然改善
Nature首次證實(shí):節(jié)食會(huì)改變腸道菌群組成,增加致病菌
輻射威脅:揭示輻射對(duì)人體健康和腸道菌群的影響及防護(hù)
@所有人:十種科學(xué)調(diào)節(jié)腸道菌群的方式一定要知道
熱量控制會(huì)改變腸道菌相 助減重關(guān)鍵菌種指向它
Nature:還敢節(jié)食減肥嗎?節(jié)食會(huì)打破腸道菌群平衡,增加致病菌
網(wǎng)址: 腸道核心菌屬——普拉梭菌,預(yù)防炎癥的下一代益生菌 http://www.u1s5d6.cn/newsview252088.html
推薦資訊
- 1發(fā)朋友圈對(duì)老公徹底失望的心情 12775
- 2BMI體重指數(shù)計(jì)算公式是什么 11235
- 3補(bǔ)腎吃什么 補(bǔ)腎最佳食物推薦 11199
- 4性生活姿勢(shì)有哪些 盤點(diǎn)夫妻性 10428
- 5BMI正常值范圍一般是多少? 10137
- 6在線基礎(chǔ)代謝率(BMR)計(jì)算 9652
- 7一邊做飯一邊躁狂怎么辦 9138
- 8從出汗看健康 出汗透露你的健 9063
- 9早上怎么喝水最健康? 8613
- 10五大原因危害女性健康 如何保 7828
- 今日水素:陽臺(tái)菜園,居家種出健康芽菜指南
- 運(yùn)動(dòng)女孩的休閑穿搭
- 《居家健康監(jiān)測(cè)證明》可在“隨申辦”在線開
- 【便民提示】在線開具“居家健康監(jiān)測(cè)證明”
- 健身休閑館如何經(jīng)營(yíng)管理
- 這個(gè)集運(yùn)動(dòng)、休閑、時(shí)尚為一體的運(yùn)動(dòng)品牌進(jìn)
- 知名運(yùn)動(dòng)休閑服裝品牌
- 江北新區(qū)兩案例入選省級(jí)居家社區(qū)養(yǎng)老服務(wù)典
- 康健園·戰(zhàn)“疫”|慢性病患者如何做好居家
- 北京啟明康健休閑健身中心 (北京市豐臺(tái)區(qū)