2. L.casei Zhang預(yù)處理可改善I/R誘導(dǎo)的腸道菌群失調(diào)

通過(guò)糞便16S rRNA基因測(cè)序分析檢測(cè)I/R誘導(dǎo)損傷后5d（作為AKI模型）和28d（作為CKD模型）的小鼠腸道菌群情況。發(fā)現(xiàn)Lac.z導(dǎo)致I/R后α多樣性指數(shù)顯著升高（圖2A），Lac.z組與沒(méi)有任何處理的sham組的β多樣性更加接近（圖2B），且Lac.z組保留了更高水平的擬桿菌群（圖2C）。在I/R后28d，Lac.z組β多樣性也與sham組相似（圖2E），其它門(mén)水平菌群的變化趨勢(shì)與I/R后5d小鼠的變化趨勢(shì)一致（圖2F）。

圖2.益生菌處理對(duì)I/R處理5天或28天引起的腸道微生物群變化
 

使用廣譜抗生素（ABX）消耗原始腸道菌群4周，再進(jìn)行4周的口服益生菌預(yù)處理后進(jìn)行I/R誘導(dǎo)損傷（圖3A），發(fā)現(xiàn)口服Lac.z擬桿菌群水平更高，厚壁菌群更低（圖3B和3C）。與未經(jīng)ABX處理相比，ABX處理組的腎損傷的程度較輕。說(shuō)明益生菌治療的效果不完全依賴(lài)于原始腸道菌群。
 

圖3. ABX消耗腸道菌群以后小鼠體內(nèi)的腸道菌群變化
 

3.益生菌誘導(dǎo)代謝物的增加改善I/R誘導(dǎo)的腎損傷

為了探索口服Lac.z以后水平升高的細(xì)菌（如擬桿菌）產(chǎn)生的SCFA的有益作用的潛在機(jī)制，使用GC-MS檢測(cè)I/R后5 d小鼠血清和腎臟中的SCFA濃度。結(jié)果表明口服Lac.z的丙酸鹽和丁酸鹽顯著升高（圖4）。通過(guò)給小鼠飲用水中添加醋酸鹽、丙酸鹽、丁酸鹽或三者的混合物使小鼠飲用以后再進(jìn)行I/R，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些SCFA減輕了I/R誘導(dǎo)的AKI。

圖4.每組小鼠I/R損傷后第5天血清和腎臟中相應(yīng)SCFAs的濃度
 

使用UHPLC-MRM-MS/MS分析技術(shù)檢測(cè)腎臟中其他代謝物的變化，共檢測(cè)到149種化合物，sham組和I/R d5 組之間的代謝物存在顯著差異（圖5A）。分層聚類(lèi)分析熱圖顯示了兩組之間的主要差異代謝產(chǎn)物（圖5B），通過(guò)代謝途徑分析發(fā)現(xiàn)I/R d5 組的煙酰胺代謝（包括NAD和NAAD）顯著降低（圖5C），Lac.z導(dǎo)致煙酰胺含量顯著上調(diào)（圖5D）。用煙酰胺預(yù)處理小鼠后進(jìn)行I/R，發(fā)現(xiàn)煙酰胺處理組腎損傷和中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)明顯減少。

圖5. UHPLC-MRM-MS/MS分析技術(shù)檢測(cè)腎臟中代謝物的變化
 

4. L.casei Zhang依賴(lài)于免疫調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞和腎小管上皮細(xì)胞

對(duì)益生菌預(yù)處理與未處理組在I/R處理5 d后一起鑒定了13個(gè)細(xì)胞簇。發(fā)現(xiàn)Lac.z組巨噬細(xì)胞明顯減少，近端小管來(lái)源的細(xì)胞保存更好，且其巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和成纖維細(xì)胞中促炎癥和促纖維化的基因表達(dá)量較更低，而抗炎和恢復(fù)表型相關(guān)基因及近端小管細(xì)胞中與NAD生物合成相關(guān)的酶表達(dá)較高。說(shuō)明Lac.z的保護(hù)作用主要依賴(lài)于其相關(guān)代謝產(chǎn)物對(duì)巨噬細(xì)胞和腎小管上皮細(xì)胞的功能調(diào)節(jié)。

5. L. casei Zhang延緩CKD患者腎功能下降

對(duì)第3-5期CKD患者（n=62）納入研究，進(jìn)行隨機(jī)分組，接受安慰劑（n=29）或L. casei Zhang（1 3 109CFU/天）（n=33）作為補(bǔ)充劑（圖7），進(jìn)行為期1年的觀察，發(fā)現(xiàn)口服L. casei Zhang耐受性良好，能顯著減緩CKD患者的腎功能下降。

圖6. 口服益生菌L. casei Zhang試點(diǎn)研究參與者的CONSORT圖
 

3.研究結(jié)論

腸道菌群失調(diào)是引起腎臟炎癥和進(jìn)行性纖維化的關(guān)鍵因素。本文通過(guò)小鼠模型和獨(dú)立的人體研究揭示了益生菌L.Chesi Zhang通過(guò)增加短鏈脂肪酸水平和煙酰胺代謝減緩AKI/CKD小鼠模型和慢性腎臟病患者的腎病進(jìn)展，這兩類(lèi)物質(zhì)可共同調(diào)節(jié)腎臟巨噬細(xì)胞和腎小管上皮細(xì)胞的炎癥反應(yīng)。這些發(fā)現(xiàn)表明L.Chesi Zhang對(duì)于控制AKI 和CKD進(jìn)展極具潛力，為腎臟病的治療提供新的思路和方向。

文獻(xiàn)原文

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