益生菌通过调节内脏脂肪恒定自然杀伤T细胞表型干预高脂饮食诱导的肥胖和慢性炎症的研究

Phenotype abnormalities of adipose invariant natural killer T cells (iNKT) play a key role in initiating chronic inflammation in obese individuals. But the reason for changes of iNKT cell phenotype is not clear. Gut microbiota can affect the number and function of iNKT cells. Based on literatures and our previous work, we hypothesize that the gut microbiota imbalance in obese individuals may lead to phenotype abnormalities of adipose iNKT cells; probiotics may inhibit obesity and chronic inflammation by improving the iNKT cell phenotype. In this study, we will firstly observe changes of gut microbiota and visceral adipose iNKT cells in wild-type C57BL-6 mice with high-fat diet, exploring the relationship between gut microbiota and iNKT cell phenotype. And then, wild-type male C57BL-6 mice and CD1d knockout (CD1dko) mice will be fed either normal or high-fat diet, respectively. Some mice will receive therapeutic or prophylactic oral probiotics (VSL#3). After that, iNKT cell frequency and function as well as local inflammatory factors in visceral adipose tissues will be detected. We aim to explore roles of probiotics in the treatment and prevention of high-fat diet induced obesity and chronic inflammation by improving the phenotype of visceral adipose iNKT cells. This research will provide theoretical basis and experimental evidences for the further research on the prevention and treatment of obesity and related metabolic disorders.

脂肪组织恒定自然杀伤T（iNKT）细胞表型异常在启动肥胖相关慢性炎症中发挥关键作用，iNKT细胞表型改变的原因尚不清楚。文献报道，肠道微生物能够影响iNKT细胞的数目和功能。我们由此提出假设，肥胖个体肠道菌群失调导致脂肪组织iNKT细胞表型异常，益生菌通过改善iNKT细胞的表型，抑制肥胖及相关慢性炎症。本课题拟以野生型C57BL-6小鼠和iNKT细胞缺陷（CD1dko）小鼠为研究对象，首先通过观察高脂饮食野生型C57BL-6小鼠肠道菌群及内脏脂肪iNKT细胞的变化，探讨肠道菌群改变与iNKT细胞表型变化的关系；进而，通过治疗性和预防性口服益生菌（VSL#3）分别干预高脂饮食野生型和CD1dko小鼠，观察内脏脂肪iNKT细胞及局部炎症因子的变化，探讨益生菌通过改善内脏脂肪iNKT细胞表型，治疗和预防高脂饮食诱导的肥胖和慢性炎症的作用，为深入研究肥胖及相关代谢紊乱的防治提供理论基础和实验证据。

脂肪组织恒定自然杀伤T（iNKT）细胞表型异常在启动肥胖相关慢性炎症中发挥关键作用。文献报道，肠道微生物能够影响iNKT细胞的数目和功能。我们提出假设，肥胖个体肠道菌群失调导致脂肪组织iNKT细胞表型异常，益生菌可能通过改善iNKT细胞的表型，抑制肥胖及相关慢性炎症。本课题以野生型C57BL-6小鼠和iNKT细胞缺陷（CD1dko）小鼠为研究对象，通过观察高脂饮食野生型C57BL-6小鼠肠道菌群及内脏脂肪iNKT细胞的变化，探讨肠道菌群改变与iNKT细胞表型变化的关系；进而，通过治疗性和预防性口服益生菌（VSL#3）分别干预高脂饮食野生型和CD1dko小鼠，观察内脏脂肪iNKT细胞及局部炎症因子的变化。研究结果显示：1）高脂饮食可诱导小鼠肠道菌群多样性的改变，主要表现为拟杆菌的丰度下降，硬壁菌、梭菌的相对丰度上升；2）高脂饮食诱导肥胖过程中，内脏脂肪组织iNKT细胞比例随着干预时间的延长而逐渐下降，iNKT细胞由抗炎表型（IL-4+iNKT）逐渐转变为促炎表型（INF-γ+iNKT）；3）小鼠内脏脂肪组织iNKT 细胞含量与肠道菌群中的Bacteroidetes含量呈正相关，与Firmicutes菌、Proteobacteri菌、Clostridia菌等呈负相关关系；4）CD1dko小鼠较野生型小鼠更容易被高脂饮食诱导致肥胖，益生菌干预能够改善高脂饮食诱导的野生型小鼠体重增加、脂肪组织iNKT下降、胰岛素抵抗、糖脂代谢紊乱及脂肪组织炎症，而对CD1dko小鼠无作用；5）预防性使用益生菌能够改善HFD诱导的肥胖、胰岛素抵抗及糖脂代谢紊乱，并能够增加脂肪组织总iNKT细胞和IL-4+iNKT细胞亚型的比例。总之，本研究初步阐明了高脂饮食诱导肥胖过程中肠道菌群的变化及对脂肪组织iNKT 细胞的影响，同时阐明了肠道菌群多样性的改变与内脏脂肪组织iNKT 细胞的数量和功能改的相关性；益生菌通过调节内脏脂肪组织中iNKT细胞的数量和功能降低脂肪组织内慢性炎症、改善胰岛素抵抗及糖脂代谢紊乱。本研究将为以脂肪组织iNKT细胞为靶点开展肥胖及相关代谢紊乱的防治研究提供理论依据和应用基础。