腸道微生物群對宿主生理調(diào)節(jié)的影響最近引起了相當大的關(guān)注，尤其是在免疫系統(tǒng)和新陳代謝等關(guān)鍵領(lǐng)域。這些區(qū)域?qū)τ?/span>心肌梗死（MI）后的病理生理和修復也是至關(guān)重要的。然而，在MI的背景下腸道菌群的作用仍有待充分闡明?；谀c道微生物代謝物對宿主免疫的前人研究，我們假設(shè)這些代謝物可能是該研究團隊觀察到的腸道微生物群對免疫組成和梗死后修復的影響的基礎(chǔ)。微生物作為一種重要的免疫調(diào)節(jié)劑，我們推測腸道菌群可能會影響心肌梗死后的修復效率。

為了驗證以上假設(shè)和推測，臺灣臺北市中國科學院生物醫(yī)學研究所謝清河研究員帶領(lǐng)團隊使用了抗生素誘導的失調(diào)模型來檢驗腸道菌群和免疫系統(tǒng)之間的聯(lián)系。該項工作以“Loss of Gut Microbiota Alters Immune System Composition and Cripples Post-Infarction Cardiac Repair”為題發(fā)表在《Circulation》雜志上，IF：23.603分。

為了確定腸微生物群對心肌梗死后心臟修復的重要性。該研究團隊使用最大劑量抗生素后，ABX組小鼠死亡率劇增，MI術(shù)后1周小鼠大量死亡。ABX組死亡率與抗生素存在劑量依賴關(guān)系。形態(tài)學病理分析顯示ABX組在MI后大量死亡是由左心室破裂導致的，此外心肌重量下降的也可能是死亡因素之一。同年齡雌性ABX組小鼠比雄性ABX組小鼠成活率高。MI前進行糞便移植可使ABX組的MI成活率提高至67%。以上發(fā)現(xiàn)表明腸道菌群在心臟修復過程中起著不可或缺的作用，特別是在梗死后的最初階段，這對生存至關(guān)重要。

腸道微生物群的預耗盡導致心肌梗死后的高死亡率

接下來的研究發(fā)現(xiàn)，在ABX組小鼠中，髓樣細胞、巨噬細胞、中性粒細胞在MI前和MI后的各臟器中均呈現(xiàn)明顯降低，菌群重構(gòu)后可得到逆轉(zhuǎn)。ABX處理可使免疫細胞失衡，活體成像顯示EGFP+細胞在梗死區(qū)周圍急劇下降，菌群重構(gòu)后可得到逆轉(zhuǎn)。通過Raw264.7移植，可緩解ABX小鼠心梗后的高死亡率，即使MI后1天的Raw264.7移植，也可將生存率提高到64%，且骨髓細胞、巨噬細胞、中性粒細胞等可得到良好的恢復。Raw264.7移植未能恢復CD4+Foxp3-T細胞、B細胞數(shù)量，但Treg細胞數(shù)量有不太明顯的上升趨勢。這些發(fā)現(xiàn)表明，抗生素導致腸道菌群的耗盡可能對免疫系統(tǒng)的組成產(chǎn)生影響，特別是在骨髓細胞中，導致心臟修復受損和心肌梗死后死亡率增加。在以往的研究中發(fā)現(xiàn)ABX可致乙酸、丁酸酯和丙酸酯比例下降，MI前補充這些SCFA可提高小鼠存活率至50%。補充SCFA加強了上皮屏障的緊密連接，然而SCFA未能改變脾臟、骨髓和外周血單核細胞比例。SCFA的補充，足以恢復骨髓細胞比例，增加梗死區(qū)周圍的CX3CR1-eGFP+細胞浸潤。該課題組發(fā)現(xiàn)SCFAs是腸道微生物群調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)的關(guān)鍵執(zhí)行器。重要的是，通過補充SCFA足以提高生存率，這些亞代謝物的缺失削弱了免疫系統(tǒng)和心肌梗死后的心臟修復。

腸道菌群通過免疫調(diào)節(jié)參與梗死后修復

最后，研究人員從MI小鼠中提取腸道菌，移植到正常小鼠中，再行MI后，心功能明顯變差。乳酸菌、普氏菌、梭菌和顫螺菌屬存在明顯差異。PICRUSt算法預測說明，在MI3D，對人類疾病和代謝相關(guān)的微生物增多。核酸代謝是MI3D潛在代謝通路，如嘌呤代謝和RNA降解。乳酸益生菌接種未能提高ABX小鼠生存率，但可提高心肌射血分數(shù)。結(jié)果表明菌群組份對心肌梗死后的心臟修復有影響，特異的腸道微生物能特異性介導治療效果。益生菌補給后，非MI和MI的ABX小鼠心臟中髓樣細胞均明顯增多。HPLC結(jié)果顯示益生菌補給后，血清和糞便樣本中總的SCFA含量未變，而SCFA代謝物組成有些變異。丙酸酯的量明顯升高，而丁酸鹽的量明顯降低。額外的丙酸酯對脾臟、骨髓和外周血髓樣細胞水平無影響。然而該研究團隊發(fā)現(xiàn)，非MI和MI小鼠，心肌中髓樣細胞水平均明顯增加。這些發(fā)現(xiàn)表明腸道菌群共盈群和代謝產(chǎn)物，如SCFA丙酸酯，能夠調(diào)節(jié)宿主免疫系統(tǒng)和生理機能。

補充益生菌可以改變短鏈脂肪酸的代謝，從而調(diào)節(jié)免疫反應

綜上所述，本研究調(diào)控宿主免疫證明腸道菌群與心肌梗死預后之間的關(guān)系。免疫系統(tǒng)在心肌損傷期間和損傷后對心肌梗死的病理生理學和恢復都起著關(guān)鍵作用。雖然抗生素本身對小鼠免疫存在抑制，但該研究團隊的研究結(jié)果強調(diào)腸道菌群是心肌梗死恢復的關(guān)鍵因素。本文強有力的證據(jù)表明，腸道微生物群在有效的心臟修復中起著至關(guān)重要的作用，這可能是通過產(chǎn)生特定的短鏈脂肪酸(SCFAs)來調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)，從而調(diào)節(jié)心肌梗死后的炎癥微環(huán)境。（生物谷Bioon.com）

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