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肠血管通透性增加与细菌移位到肝脏相关

【摘要】:使用这种方法,研究者确认GVB通透性增加导致了细菌易位,在HFD喂养的小鼠中,其肠道血管对染料具有渗透性。有趣的是,尽管体重和脂肪组织大小增加,但观察到的GVB和IEB破坏先于肝脏脂肪变性、脂肪细胞扩大或胰腺损伤的任何迹象。此外,GF小鼠对HFD诱导的NASH具有抵抗力,证实了假设,即肠道细菌易位是导致NASH发展的原因。综上所述,这些结果表明HFD修饰了肠道微生物组成,导致了影响GVB的生态失调,并与肠血管通透性增加相关。

在发现跨越上皮的细菌易位后,研究者假设如果GVB被破坏,如PV1表达增加所示,在肝脏中也应该检测到细菌。为了检测细菌的存在和位置,使用探针进行FISH分析来检测Eubacteria16SrRNA的区域,并对CD45进行免疫染色来检测淋巴细胞。实验发现,对照组小鼠的肝脏中含有少量的细菌,这些细菌大多位于CD45免疫细胞内,尽管尚不清楚这些细菌是驻留的肝脏细菌还是从其他地方穿梭过来的。相反,在喂食HFD的小鼠的肝脏中,在免疫细胞外的薄壁组织中发现了细菌,这表明它们可以自由迁移到肝脏。与细菌易位增加一致的是,喂食HFD的小鼠血清中的LPS水平始终高于喂食对照饲料的小鼠(图5-5-3C)。为了从功能上评估GVB是否被有效破坏,进行了荧光内窥镜检查。用HFD或对照饲料喂养小鼠1周,静脉注射类似细菌大小的高分子量FITC-葡聚糖荧光探针(500KDa),通过荧光活体内窥镜评估染料向回肠固有层渗出的能力。使用这种方法,研究者确认GVB通透性增加导致了细菌易位,在HFD喂养的小鼠中,其肠道血管对染料具有渗透性。有趣的是,尽管体重和脂肪组织大小增加,但观察到的GVB和IEB破坏先于肝脏脂肪变性、脂肪细胞扩大或胰腺损伤的任何迹象。众所周知,HFD会引起小鼠肠道微生物组成的变化,因此在观察到IEB和GVB破坏是HFD引起的早期事件后,研究者通过进行粪便微生物移植(FMT)来评估饮食诱导的微生物变化是否是GVB破坏的原因。结果表明,与SPF小鼠相比,成年无菌小鼠表现出更高的PV1表达,这表明微生物可能参与控制GVB。然而,无菌小鼠的微生物重建不会导致PV1正常化,这表明至少在成年小鼠中GVB的损害不能被微生物纠正。此外,GF小鼠对HFD诱导的NASH具有抵抗力,证实了假设,即肠道细菌易位是导致NASH发展的原因。基于这些原因,研究者对SPF小鼠进行FMT,供体小鼠分别饲喂HFD或对照饲料,1周后收集粪便及相关黏液菌群,转入受体小鼠体内。受体小鼠被维持在标准的饲料中,1周后分析体重增加并收集其器官。与从对照饮食中接受FMT的小鼠相比,接受来自HFD喂养的小鼠的FMT的小鼠即使喂食标准饮食,也显示出更多的附睾脂肪组织。此外,用来自HFD喂养的小鼠的FMT处理的小鼠的GVB显示出增加的PV1表达。综上所述,这些结果表明HFD修饰了肠道微生物组成,导致了影响GVB的生态失调,并与肠血管通透性增加相关。

图5-5-3 GVB泄漏导致菌群相关移位(www.chuimin.cn)

注:A.用对照(Ctrl)饲料或HFD喂养(A~F)小鼠1周。(A)肝脏切片进行菌体(绿色)和非EUB(红色)Fish原位杂交,然后进行CD45(白色)和DAPI(蓝色)染色。侧面图像显示主图像中由正方形划分的放大区域的合并和单独染色。B.为每只小鼠计数细菌,并测定CD45细胞内外的细菌百分比。C.测定HFD喂养1周小鼠血清中LPS水平。D、F.1周龄小鼠静脉注射500 kDa FITC-葡聚糖,通过活体探针共聚焦显微镜成像。来自内窥镜视频在指定时间点的代表性照片以C表示。E.随时间绘制荧光比率。F.计算每只小鼠的AUC。G.对1周喂养的供体进行粪便微生物移植,1周后对受体进行分析。H.测定器官和体重,并计算进食重量(占身体的百分比)。(I)盲肠为PV1(红色),CD34(绿色)和DAPI(蓝色)染色,在CD34+区域(J)上进行PV1的量化。