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Roseburia hominis通過抑制組蛋白去乙?；咐枚替溨舅釡p輕神經炎癥
導 讀
2022年7月12日，北京大學段麗萍課題組聯(lián)合中國科學院微生物研究所劉雙江研究員課題組在國際期刊Molecular Nutrition & Food Research（Q1，IF: 6.57）
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發(fā)表題為“Roseburia hominisAlleviates Neuroinflammation via Short-Chain Fatty Acids through Histone Deacetylase Inhibition”的研究性論文。2022年9月21日，該文被選為封面文章，該封面形象設計的靈感來自中國古代“陰陽”哲學。
神經炎癥一般是指中樞神經系統(tǒng)（CNS）內的炎癥反應，可由多種病理刺激引起，包括感染、外傷、缺血、毒素等。這個過程總是伴隨著一系列細胞因子的釋放，如 IL-1β、IL-6、IL-18 和 TNF-α，以及趨化因子，如 MCP-1 和 CCL5。在病理情況下，激活的小膠質細胞會產生更多的炎癥因子，這可能有助于清除病原體或毒素，但也會導致神經元功能障礙和損傷。神經炎癥在阿爾茨海默病、帕金森病和重度抑郁癥的發(fā)病中起重要作用。抑制神經炎癥可明顯改善中樞神經系統(tǒng)的損傷，防止相關神經系統(tǒng)疾病的發(fā)病。因此，抑制神經炎癥是治療這些神經退行性疾病或腦損傷的最有希望的方法之一。
腸道菌群與中樞神經系統(tǒng)密切溝通，從而調節(jié)大腦功能和行為。最近的研究報道，腸道菌群通過腸-腦軸影響神經炎癥。在該課題組之前的研究中，口服人羅斯拜瑞氏菌 (R. hominis)，一種專性革蘭氏陽性厭氧菌，顯著改善慢性避水應激誘導的大鼠模型的內臟超敏反應，并降低促腎上腺皮質激素釋放激素的水平在血清中，但是否R. hominis可能影響神經炎癥，其潛在機制仍不清楚。R. hominis的特點是產生短鏈脂肪酸 (SCFA)。SCFAs可以穿過血腦屏障，調節(jié)小膠質細胞的免疫功能。然而，R. hominis是否可以通過促進 SCFA 的產生來改善神經炎癥仍不清楚。
無菌 (GF) 動物表現(xiàn)出異常行為和生理功能。在這項研究中，GF 大鼠被用來通過檢測小膠質細胞激活來評估人羅斯拜瑞氏菌對神經炎癥的影響。該文還評估了R. hominis對血清SCFA水平和組蛋白去乙?；?（HDAC1）表達的影響。這項研究提供了一種通過補充候選精神益生菌R. hominis來緩解神經炎癥的新方法。
研究概述
腸道菌群在腸-腦相互作用中發(fā)揮著重要作用，腸道菌群失調與神經炎癥有關。然而，需要探索針對神經炎癥的特定益生菌。在這項研究中，研究了候選益生菌人羅斯拜瑞氏菌 (R. hominis) 的抗神經炎癥作用及其潛在機制。
首先，無菌 (GF) 大鼠采用R. hominis口服處理。然后評估小膠質細胞活化、促炎細胞因子、短鏈脂肪酸水平、抑郁行為和內臟敏感性。
其次，利用丙酸鹽或丁酸鹽處理 GF 大鼠，分析小膠質細胞活化、促炎細胞因子、組蛋白脫乙酰酶 1 (HDAC1) 和組蛋白 H3 乙酰 K9 (Ac-H3K9)。
結果表明，R. hominis喂服可抑制小膠質細胞活化，降低腦中 IL-1α、INF-γ 和 MCP-1 的水平，并減輕 GF 大鼠的抑郁行為和內臟高敏感性反應。此外，R. hominis處理組中丙酸鹽和丁酸鹽的血清水平顯著增加。丙酸鹽或丁酸鹽治療可降低小膠質細胞活化、促炎細胞因子和 HDAC1 的水平，并促進大腦中 Ac-H3K9 的表達。
這些發(fā)現(xiàn)表明R. hominis通過產生丙酸鹽和丁酸鹽來減輕神經炎癥，丙酸鹽和丁酸鹽可作為 HDAC 抑制劑。這項研究提供了一種候選精神益生菌來減少神經炎癥。
圖文賞析
圖1.R. hominis減少了無菌大鼠的小膠質細胞活化。
圖2.R. hominis對大鼠腦中促炎細胞因子和趨化因子水平的影響。
圖3. 大鼠中短鏈脂肪酸的血清濃度。
圖4. 丙酸鹽或丁酸鹽可降低無菌 (GF) 大鼠的小膠質細胞活化。
圖5. 丙酸鹽和丁酸鹽顯著降低了大鼠腦中促炎細胞因子和趨化因子的水平。
圖6. 丙酸鹽和丁酸鹽抑制 GF 大鼠小膠質細胞中 HDAC1 的表達并增加 Ac-H3K9 水平。
圖7.R. hominis抑制 HDAC1 表達并增加 GF 大鼠小膠質細胞的 Ac-H3K9 水平。
https://doi.org/10.1002/mnfr.202200164
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