肠道菌群代谢产物吲哚丙酸部分激活芳香烃受体促进巨噬细胞吞噬减轻脓毒症损伤

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1.研究背景脓毒症是一类临床常见且病情复杂多变的临床综合征,表现为机体对感染过度免疫及免疫抑制的失衡反应,并与急性器官功能障碍和高死亡风险有关。鉴于脓毒症的高患病率和高死亡率,对脓毒症发生发展机制的进一步认识,进而探索行之有效的治疗方案具有极其重要的临床意义。肠道菌群与脓毒症密切相关。吲哚丙酸(indole 3-propionic acid,IPA)是一种肠道微生物衍生的色氨酸脱氨产物,具有细胞内信号活性。IPA具有维持肠道完整性、改善肠屏障功能、调节免疫及减轻炎症反应等方面的作用。在脓毒症发生发展过程中,涉及产生IPA的肠道菌群可能出现丰度降低。此外,芳香烃受体(aryl hydrocarbon receptor,AhR)是一种细胞质受体,AhR被包括IPA在内的肠道菌群代谢产物激活对于机体的免疫功能调节至关重要。然而,肠道菌群来源的代谢产物IPA对脓毒症的影响,其机制是否涉及AhR,目前尚不明确。2.研究目的明确IPA是否激活AhR促进巨噬细胞吞噬功能,进而发挥脓毒症保护作用。此外,探讨IPA与脓毒症患者疾病的关系。3.研究方法1)在盲肠结扎和穿孔诱导多菌脓毒症的小鼠模型中,通过外源补充IPA,评估其对小鼠生存率、临床评分、细菌负荷和器官损伤的影响。2)通过体内外巨噬细胞吞噬FITC标记的大肠杆菌,以流式细胞分析仪检测平均荧光强度以明确IPA对巨噬细胞吞噬功能的影响。3)ELISA检测脓毒症患者粪便中IPA水平,并分析其与脓毒症严重程度的相关性。绘制IPA在脓毒症诊断及死亡预测中的ROC曲线。4.研究结果1)肠道菌群来源的IPA与脓毒症小鼠的生存有关。2)IPA提高脓毒症小鼠的生存率,减轻脓毒症引起的细菌负荷和肝肺损伤。3)AhR抑制剂逆转IPA改善脓毒症小鼠生存及减轻细菌负荷和肝肺损伤的作用。4)在体内和体外,IPA激活AhR增强巨噬细胞的吞噬功能。巨噬细胞的耗竭逆转了 IPA对脓毒症的保护作用。5)在ICU入院当天(第0天),脓毒症患者的粪便中IPA水平明显低于对照组。相较于血菌培养阴性的脓毒症患者而言,阳性患者粪便中的IPA水平显著降低。此外,在脓毒症患者中,粪便中IPA降低与较差的临床结果相关,且具有作为脓毒症诊断及预测死亡的潜力。5.研究结论肠道菌群代谢产物IPA部分激活芳香烃受体促进巨噬细胞吞噬减轻脓毒症损伤,提示IPA可能是一种新的脓毒症治疗策略。
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