基于肠道菌群/LPS轴探讨甘草酚对结肠损伤小鼠的保护作用

摘要

目的 探讨甘草酚（GC）是否通过调节肠道菌群与细胞自噬缓解5-氟尿嘧啶（5-FU）所致的小鼠肠道损伤。方法将32只5周龄雄性SPF级BALB/c小鼠（体质量约18 g）分为对照组、甘草酚组、模型组（5-FU致结肠损伤）和甘草酚+5-FU组。对照组1～14 d每天灌胃生理盐水，12～14 d每天腹腔注射生理盐水；甘草酚组1～14天每天灌胃甘草酚20 mg/kg,12～14 d每天腹腔注射生理盐水；模型组1～14 d每天灌胃生理盐水，12～14 d每天腹腔注射5-FU 100 mg/kg；甘草酚+5-FU组1～14 d每天灌胃甘草酚20 mg/kg,12～14 d每天腹腔注射5-FU 100 mg/kg。实验期间，每天测量一次体质量和摄食量，实验最后一天取小鼠粪便，16S rRNA测序技术分析各组小鼠肠道菌群结构及功能，处死后取胸腺和脾脏，计算胸腺指数和脾指数。酶联免疫吸附法（ELISA）检测血清脂多糖（LPS）和结肠组织肿瘤坏死因子-α(TNF-α)浓度，HE染色法观察小鼠结肠病理形态变化；Western blot检测结肠组织中自噬蛋白p62、LC3-Ⅱ表达。将人结肠癌细胞系HCT116分为正常对照组、甘草酚组（培养液加入GC 20μmol/L培养48 h）、LPS组（培养液加入LPS 1μg/L培养48 h）、甘草酚+LPS组（培养液加入GC 20μmol/L和LPS 1μg/L培养48 h），通过Western blot检测细胞中自噬蛋白LC3-Ⅱ、p62水平。结果 与对照组相比，第14天甘草酚组小鼠各项指标无显著差异；而模型组小鼠体质量和摄食量显著下降（P<0.01），胸腺和脾脏指数显著降低（P<0.01）,HE染色结果发现结肠组织炎症细胞浸润明显，小鼠结肠组织TNF-α浓度显著升高（P<0.01），血清LPS明显上升（P<0.05）,LPS产生相关菌拟杆菌属、螺杆菌属、毛螺菌属的相对丰度明显上升（P<0.05），小鼠肠组织自噬蛋白p62明显升高（P<0.05）、LC3-Ⅱ明显降低（P<0.01）。与模型组相比，甘草酚+5-FU组体质量、摄食量、胸腺和脾脏指数显著上升（P<0.05）,HE染色结果发现结肠组织病理损伤减轻，TNF-α和LPS浓度显著下降（P<0.05）;LPS产生相关菌拟杆菌属、螺杆菌属、毛螺菌属的相对丰度明显下降（P<0.05），小鼠结肠组织自噬蛋白p62明显下降（P<0.05）、LC3-Ⅱ明显上升（P<0.05）。在HCT116细胞中，与对照组相比，甘草酚组自噬相关蛋白p62和LC3-Ⅱ水平无显著差异，LPS组自噬蛋白p62水平明显升高（P<0.01）、LC3-Ⅱ水平明显降低（P<0.01）；与LPS组相比，甘草酚+LPS组自噬蛋白p62水平降低（P<0.05）、LC3-Ⅱ水平升高（P<0.05）。结论 甘草酚可能通过调节肠道菌群抑制LPS过量产生，恢复自噬水平，保护肠道。

关键词

甘草酚 / 肠道损伤 / 肠黏膜屏障 / 肠道菌群 / 脂多糖 / 自噬