鼠李糖乳杆菌LGG改善酒精性肝损伤功能作用途径与机制研究

研究表明益生菌可以改善酒精引起的肠道屏障保护功能紊乱，降低内毒素释放，减轻肝损伤，其作用途径和机制尚未明确。我们前期研究表明鼠李糖乳杆菌LGG改善肠上皮屏障功能缓解酒精性肝损伤与缺氧诱导因子（HIF）密切相关。本课题利用酒精敏感小鼠C57BL/6和HIF-1α/2α基因敲除小鼠，建立酒精性肝损伤模型，进行LGG处理，观察肠上皮屏障功能变化及酒精性肝脏损伤相关病理和生化指标变化，分析肠道HIF及其靶向屏障保护蛋白变化。以人肠上皮细胞Caco-2野生型及HIF-1α/2α敲除细胞，进行酒精刺激和LGG处理，观察分化的Caco-2单层细胞屏障功能变化、HIF及其靶向屏障保护蛋白变化。揭示益生菌通过调节HIF信号修复酒精引起的肠道屏障功能损伤预防和改善酒精性肝损伤的功能作用途径和机制，为研究开发预防和改善酒精性肝损伤益生菌类功能食品提供可靠的理论依据。同时为功能性益生菌的选育开辟了一个新途径。

本课题以鼠李糖乳杆菌LGG分别干预处理小鼠慢性和急性酒精模型，发现慢性和急性酒精都能引起小鼠肝脏中脂肪、转氨酶（ALT）和甘油三酯及血清中脂多糖（LPS）和炎症因子等指标的显著升高；而LGG的干预都能导致上述指标明显降低。说明LGG对酒精肝损伤具有修复缓解作用。进一步对小鼠肠道HIF-α 及其靶向屏障保护基因 (ITF, VEGF， MUC1-3)的在肠道中表达情况分解结果表明，慢性和急性酒精都导致了小鼠肠道屏障保护因子表达的显著下降，而LGG干预明显提高了HIF及这些功能因子的表达。明确了LGG调节HIF信号途径修复酒精引起的小鼠肠上皮屏障功能紊乱改善酒精性肝损伤的作用。体外试验研究结果表明酒精导致Caco-2 细胞和小鼠肠道中ITF 、VEGF降低，LGG促进了ITF 、VEGF的蛋白表达及其mRNA表达；LGG处理改善了酒精引起的Caco-2细胞ITF和经上皮电阻(TEER) 下降，进一步抑制了Caco-2细胞的通透性。而HIF-1/2α基因敲除后的Caco-2细胞，在酒精作用下ITF表达显著下降，经上皮电阻(TEER)明显降低，FD-4通透性显著升高。说明Caco-2单层细胞屏障功能与HIF有密切关系。同时，我们采用HIF-1/2α基因敲除小鼠进行急性酒精试验，也获得了类似的结果。HIF-2α基因敲除后，急性酒精组小鼠和鼠李糖乳杆菌上清液干预组与对照组小鼠相比肝脏脂肪积累显著增加，血清中甘油三酯、游离脂肪酸、内毒素、ALT和AST等指标显著上升，肠道ITFmRNA水平表达显著升高，而酒精组和鼠李糖乳杆菌上清液干预组之间上述指标均没有显著差异，说明HIF-2α基因敲除后急性酒精引起的小鼠肠道ITF表达的下降没有得到改善，进而导致了小鼠肠道通透性增加，引起肝脏损伤。研究结果表明小鼠肠道的ITF表达与HIF的表达有直接关系。因此，我们认为LGG处理能够提高HIF 信号而增强一系列屏障功能基因的表达，进而修复屏障功能，抑制酒精引起的内毒素释放而保护肝脏，为开发益生菌缓解酒精性肝损伤产品提供了新策略。项目完成过程中发表SCI收录论文2篇， ISTP收录1篇，重要期刊1篇，核心期刊3篇。获得相关奖励3项。申请发明专利2项。