论文部分内容阅读
氧化应激能引起机体的氧化损伤,从而诱发人类和动物范围极广的综合病症,其发生率高、隐蔽性强、危害性大,会对人体健康和畜牧业的发展带来极大威胁。目前关于病原菌引起的肠道疾病多用抗生素来治疗,但使用抗生素会使得细菌容易产生耐药性,进而不能有效控制因细菌感染而引发的肠道疾病。益生乳酸菌具有调节肠道微生态平衡、增强机体免疫力和抗氧化功能等多种优良特性,在解决肠道健康问题上展现出良好的应用前景,同时也可以有效防止滥用抗生素而生成新型耐药菌株等问题。目前研究发现,乳酸菌保护肠道的机制包括维持肠道微生物屏障、抑制病原菌定植、促进肠道黏液分泌、促进肠道发生免疫应答、抑制肠上皮细胞凋亡等。但从抗氧化的角度解析乳酸菌保护肠道的机制研究较少,尤其是其中最主要的Nrf2抗氧化通路在益生乳酸菌抗细菌感染引起肠道损伤过程中的作用和机制不明晰。本实验室分离出的L.brevis 23017已证明可以通过MAPK和NF-κB信号通路级联的相互作用调节氧化应激和炎症来缓解结肠中的汞毒性和拮抗小肠结肠炎耶尔森氏菌肠道感染,是具有高效抗炎和抗氧化活性的益生菌。我们研究旨在使用其作用于吲哚美辛(IND)和S.typhimurium的BALB/c小鼠肠道氧化损伤模型过程中,验证探讨L.brevis 23017对肠道抗氧化能力与肠黏膜免疫的关系;以及L.brevis 23017保护肠道受到氧化损伤是否通过Nrf2信号通路进行调节;并从分子层面剖析乳酸菌在抗氧化过程中,Nrf2信号通路发挥抗氧化功能的作用机制,建立起肠道免疫调控s Ig A与Nrf2抗氧化信号通路之间的具体联系。首先我们建立了机制明确且药物剂量可以定量操控的吲哚美辛小鼠肠道氧化损伤模型,利用该模型检测L.brevis 23017对小鼠的肠道抗氧化能力及肠道黏膜免疫的影响,结果显示:(1)L.brevis 23017连续灌喂后可明显缓解吲哚美辛引起小鼠体重下降。(2)病理切片观察证实了L.brevis 23017抑制了吲哚美辛在机体内的致病性作用,小鼠回肠和十二指肠的病理组织炎性细胞浸润减少且肠绒毛更为完整。(3)L.brevis 23017正向调节吲哚美辛引起的肠道内抗氧化酶系统失调,促进小鼠体内GSH、SOD、T-AOC水平。(4)L.brevis 23017能使氧化损伤模型中小鼠肠道产生更多s Ig A,促进肠道免疫发生,维持肠道健康状态,血清中IL-10细胞因子的含量有升高趋势。(5)灌喂L.brevis 23017的小鼠,肠道组织中Nrf2、HO-1、NQO1m RNA的水平明显升高,以及COX-2、INOS等m RNA含量下降。(6)灌喂L.brevis 23017能诱导促进NQO1、Nrf2和HO-1及Keap1蛋白表达水平,表明L.brevis23017促进Nrf2信号通路相关氧化蛋白表达,缓解肠道发生的氧化损伤。而后评价了乳酸菌抗沙门氏菌肠道氧化损伤小鼠模型,并与吲哚美辛小鼠模型进行各个指标变化趋势对比,使得研究更有说服力。检测结果显示:(1)S.typhimurium感染小鼠后肠道发生明显的氧化损伤,且小鼠肠道抗氧化酶系统失调(GSH、SOD、T-AOC水平下降),证实了机体发生氧化应激,表明了肠道氧化损伤可是感染沙门氏菌引起肠道疾病过程中的一个重要的致病机制。(2)L.brevis 23017抗S.typhimurium感染表现在减轻小鼠腹泻和背毛逆立,精神沉郁,饮食减少等临床症状发生,减缓小鼠体重下降,抑制S.typhimurium在肠道中的定植以及促进其排出,保护肠黏膜的健康状态和结构的完整。(3)L.brevis 23017保护肠道与促进肠道中肠黏液分泌s Ig A有关,促进肠道抗体更快分泌并发挥作用。(4)L.brevis 23017保护肠道与促进血清中IL-5、IL-10,降低IL-13细胞因子的分泌等有关,能有效抑制肠道发生炎症反应并促进机体细胞免疫发生。(5)RT-q PCR检测结果显示,肠道组织中Nrf2信号通路相关因子和J-chain、plg R等肠道免疫相关因子m RNA的表达水平升高,COX-2、INOS等m RNA含量下降;IL-10抑炎因子和OCLN、ZO-1等肠道紧密连接蛋白m RNA表达水平升高,表明L.brevis 23017通过正向调控了炎性细胞因子、淋巴细胞因子、肠黏膜屏障因子以及Nrf2信号通路相关因子基因表达,减轻肠道氧化损伤。(6)Western blot检测结果显示,L.brevis 23017能正向调控NQO1、HO-1及Keap1抗氧化蛋白表达水平,减轻机体感染S.typhimurium引起的肠道氧化损伤,证实了Nrf2信号通路在L.brevis 23017抗细菌感染过程中发挥重要作用,这可能是益生乳酸菌抗细菌感染引起肠道氧化损伤的新机制。通过所建立的两个小鼠模型,我们证明了灌喂L.brevis 23017能使小鼠在肠道氧化损伤情况下激活Nrf2信号通路,诱导调控NQO1和HO-1及Keap1抗氧化蛋白表达水平,减轻机体的氧化应激引起的肠道氧化损伤。并首次提出了益生乳酸菌通过Nrf2抗氧化通路能促进肠道免疫s Ig A相关因子表达水平升高,可通过发挥免疫调节作用,减轻肠黏膜的氧化损伤程度并影响机体固有免疫反应,促进机体肠道抗体更快分泌并发挥作用。本研究为乳酸菌抗细菌感染作用与机制解析提新的数据参考和理论支持,也为进一步为研究益生乳酸菌抗肠道氧化与肠道黏膜免疫方面打下基础。