簡介
Lachnoclostridium
Lachnoclostridium屬是一類革蘭氏陽性菌,專性厭氧、形成孢子、能動的細菌,屬于Clostridiales目、Lachnospiraceae科、Firmicutes門。該屬最初被描述為Clostridium phytofermentans,后來被重新分類為Lachnoclostridium屬。
Lachnoclostridium屬包括來自Lachnospiraceae科和幾個梭菌簇的生物,例如梭菌XIVa。已知梭菌簇 XIVa 構成了人類腸道微生物群落的重要組成部分;它可以發(fā)揮抗炎作用,并在體內平衡中發(fā)揮作用。此外,梭菌簇 XIVa 通過其成分和代謝物(尤其是丁酸鹽)維持腸道健康。
Lachnoclostridium屬的相對豐度在一些疾病中有所變化,如:
在腸炎病變和腸道腫瘤中相對豐度增加,在肝臟脂肪變性和代謝性疾病中相對豐度增加;
在自身免疫性疾病中相對豐度降低。
代 表 種
Lachnoclostridium屬是一種新定義的屬,該屬在人類腸道菌群中越來越多地被發(fā)現(xiàn),其代表種包括下列菌屬:
Lachnoclostridium phytofermentans
Lachnoclostridium edouardi
Lachnoclostridium YL32
其中,Lachnoclostridium phytofermentans是該屬的模式菌株,能夠在37℃下生長,pH值為6.0-9.0。
Lachnoclostridium edouardi則是一種與膽汁酸誘導基因簇相關的菌株,與肥胖和2型糖尿病等疾病有關。
部分菌種可以在中等“嗜溫”溫度和極高“嗜熱”溫度下生長。
這類細菌是腸道微生物群落中的重要成員,能夠發(fā)酵多糖類物質產(chǎn)生短鏈脂肪酸,如丁酸和乙酸等。這些物質對腸道上皮細胞的生長和腸道屏障功能的增強具有積極作用,同時也具有抗炎作用。
Lachnoclostridium YL32則是一種在易感小鼠中存在的菌株,可能與腸道免疫系統(tǒng)的調節(jié)有關。這些代表種在腸道菌群中具有重要的代謝和免疫調節(jié)功能。Lachnoclostridium在人類腸道微生物中具有較高的豐度和普遍性。
疾 病 關 聯(lián)
代謝性疾病
Lachnoclostridium屬與多種代謝性疾病的發(fā)生密切相關,包括肥胖、高血壓、糖尿病等。其相對豐度與血糖水平呈負相關。
Lachnoclostridium是一種能夠利用單糖和雙糖產(chǎn)生乙酸的細菌。乙酸可以通過抗炎和免疫抑制作用有效地穩(wěn)定腸道內環(huán)境。此外,乙酸還可以作為細菌的ATP產(chǎn)生的氧化產(chǎn)物。Lachnoclostridium的豐度與腸道內乙酸水平呈正相關。
也有一些研究表明,Lachnoclostridium的高豐度可能會降低循環(huán)中乙酸的水平,從而導致腹部脂肪增加,對肥胖和2型糖尿病產(chǎn)生負面影響。
在孕婦患有妊娠糖尿病時,Lachnoclostridium屬的豐度顯著增加。
腸道疾病
在不同疾病狀態(tài)下,Lachnoclostridium屬的相對豐度存在差異,如在潰瘍性結腸炎和腸易激綜合征患者的腸道菌群中,Lachnoclostridium屬的含量較高。
肝臟疾病
在肝臟疾病中,Lachnoclostridium屬的含量也存在變化。
心血管疾病
Lachnoclostridium屬還能夠將膽堿轉化為三甲胺,進而轉化為三甲胺氧化物,而三甲胺氧化物與肥胖、糖尿病和心血管疾病的進展有關。
Lachnoclostridium的豐度與動脈粥樣硬化患者顯著相關,而L. saccharolyticum WM1菌株可以在體外有效地將膽堿轉化為TMA,同時提高血清TMAO水平并促進動脈粥樣硬化的形成。因此,Lachnoclostridium與TMAO的關聯(lián)機制可能會增加心臟代謝風險。
截癱
ITSCI患者的腸道內Lachnoclostridium屬豐度更高,截癱患者的腸道內Acidaminococcaceae、Lachnoclostridium、Porphyromonadaceae、Blautia屬豐度更高。而四肢麻痹患者的腸道內擬桿菌屬豐度更高。
腫瘤的發(fā)生發(fā)展
Lachnoclostridium與肥胖、高膽固醇、炎癥等因素相關,這些因素與腫瘤的發(fā)生有關。此外,Lachnoclostridium還可以通過調節(jié)腸道免疫系統(tǒng)和抗氧化系統(tǒng)來影響腫瘤的發(fā)生和發(fā)展。
研究發(fā)現(xiàn),Lachnoclostridium可以促進CD8+ T細胞的招募和激活,從而增強抗腫瘤免疫力,Lachnoclostridium屬的高豐度與腫瘤內CD8+ T細胞浸潤、腫瘤內細菌和患者生存率有關。在腫瘤內,Lachnoclostridium屬的高豐度與患者死亡風險降低有關。
腫瘤控制
在腫瘤組織中,高水平的Lachnoclostridium與CD8+ T細胞浸潤和趨化因子CXCL9、CXCL10和CCL5表達呈正相關。此外,高水平的Lachnoclostridium也與患者的生存率有關。
研究還發(fā)現(xiàn),Lachnoclostridium可以通過氧化和表皮化特定羥基的方式將膽酸轉化為去氧膽酸,從而與去氧膽酸的水平相關。這些發(fā)現(xiàn)表明,腸道菌群可以影響腫瘤的免疫細胞浸潤和患者的生存率。因此,Lachnoclostridium可能在腫瘤的預防和治療中具有重要作用。
其他疾病
Lachnoclostridium能夠通過代謝L-谷氨酸來產(chǎn)生乙酸等短鏈脂肪酸,這些短鏈脂肪酸對于腎臟保護具有重要作用,如抗炎、抗動脈粥樣硬化和抗氧化等。
此外,Lachnoclostridium還與食物過敏、多囊卵巢綜合征、骨質疏松、肺癌等疾病的發(fā)生發(fā)展有關。
COVID-19患者腸道內Lachnoclostridium屬的豐度較高。
肌肉減少癥患者 Lachnoclostridium顯著減少,整體微生物多樣性減少。
橋本甲狀腺患者的Lachnoclostridium 屬減少。
營養(yǎng)代謝
在一些研究中發(fā)現(xiàn),Lachnoclostridium的豐度與營養(yǎng)消化率和營養(yǎng)吸收有關,可能與營養(yǎng)代謝和腸道健康有關。
在一些研究中,Lachnoclostridium的豐度降低與蛋白質處理和營養(yǎng)物質轉運等功能通路的下調有關。此外,一些研究還發(fā)現(xiàn),Lachnoclostridium的豐度降低與體重下降有關。
此外,Lachnoclostridium也被發(fā)現(xiàn)與腸道炎癥、腸癌和阿爾茨海默病等疾病有關。
Lachnoclostridium與代謝相關疾病或結直腸癌的發(fā)生可能存在關聯(lián),并且可以通過飲食干預進行改善。這意味著,Lachnoclostridium的豐度可能是代謝相關疾病或結直腸癌的一個有用的預測因子。
影 響 & 干 預
不同的季節(jié)、飲食和營養(yǎng)等都會影響Lachnoclostridium屬在腸道內的豐度。
藥 物
治療糖尿病藥物利拉魯肽治療可增加Lachnoclostridium屬的豐度。
重金屬
鎘(Cd)擾亂了大鼠腸道菌群組成,顯著降低了普雷沃氏菌和Lachnoclostridium的豐度。青春期接觸鎘會導致腸道微生物群紊亂,肝、腎和卵巢功能障礙,這可能與鎘誘導的炎癥反應的激活有關。
季 節(jié)
Lachnoclostridium是一種常見的菌屬,其豐度在不同季節(jié)存在差異:
在冬季,Lachnoclostridium屬于最豐富的屬之一。冬季的Firmicutes:Bacteroidetes比例傾向于更高。
在夏季,Bacteroidetes更加豐富。
此外,與脂肪酸生物合成和亞油酸代謝相關的KEGG功能在冬季的豐度增加。
益生菌
植物乳桿菌 ZY08 顯著減輕了小鼠酒精相關的肝脂肪變性、肝損傷、腸屏障,并降低了血漿內毒素水平,并影響了與脂質代謝相關的肝臟基因。通過恢復菌群豐度有效恢復腸道菌群穩(wěn)態(tài),包括 Blautia、Oscillibacter、Lachnoclostridium、Intestimonas,從而提高腸道短鏈脂肪酸含量。
植物乳桿菌 FRT10 在減輕喂食高脂肪飲食的小鼠肥胖方面的功效:補充植物乳桿菌FRT10 可顯著降低體重增加、脂肪重量以及肝臟三酰甘油 (TG) 和丙氨酸轉氨酶 (ALT) 濃度 (P < 0.05)。植物乳桿菌FRT10 顯著改善了高脂飲食引起的腸道菌群失調,增加Butyricicoccus,Butyricimonas,Alistipes, Intestinimonas,Odoribacter,降低脫硫弧菌科、Roseburia、Lachnoclostridium的豐度。
副干酪乳桿菌CCFM1223 預防脂多糖誘導的急性肝損傷 (ALI) 的有益作用:顯著增加了Catabacter的相對豐度,但顯著降低了 ASF356 , Lachnospiraceae NK4A136 group , Lachnoclostridium。
食物營養(yǎng)成分
素食者和雜食者在腸道清潔后,飲食中的植物蛋白和動物蛋白對Bilophila和Lachnoclostridium的豐度有相反的影響。
食用甜菜堿可以顯著增加Lachnoclostridium的相對豐度,有助于減輕高脂飲食引起的肥胖。
藍莓和蔓越莓花青素提取物的補充可以促進Lachnoclostridium的生長。
西藏茶多糖可以促進Lachnoclostridium、擬桿菌屬(Bacteroides)、雙歧桿菌屬(Bifidobacterium)等微生物的生長,同時促進短鏈脂肪酸的產(chǎn)生。
白藜蘆醇喂養(yǎng)的小鼠微生物群組成發(fā)生顯著變化,減少高脂肪飲食喂養(yǎng)小鼠的肥胖。
其特征是下列菌群富集:
擬桿菌、Lachnospiraceae_NK4A136_group、Blautia、Lachnoclostridium、Parabacteroides 、Ruminiclostridium_9
慢性腎病患者服用姜黃素補充劑(Meriva ?) 六個月,顯著降低血漿促炎介質(CCL-2、IFN-γ 和 IL-4)和脂質過氧化作用, Escherichia-Shigella水平顯著降低, Lachnoclostridium水平顯著升高。
紅曲米中紅曲素(MP)干預明顯改善了過量飲酒小鼠的脂質代謝和肝功能,Lachnoclostridium、Alistipes、Roseburia、Vagococcus等菌群比例顯著升高。
紅小豆補充劑顯著降低了由高脂飲食引起的小鼠肥胖、脂質積累以及血清脂質和脂多糖水平,減輕了肝功能損傷和肝脂肪變性。通過增加胰島素敏感性來改善葡萄糖穩(wěn)態(tài)。
改善腸道菌群失調,Lachnoclostridium、雙歧桿菌、Prevotellaceae、Turicibacter、Alloprevotella、Muribaculum等顯著升高。
黃芩素是一種具有多種生物活性的天然黃酮類化合物。黃芩素可以重塑非酒精性脂肪肝模型小鼠腸道微生物群的整體結構,尤其是Lachnoclostridium、Mucispirillum、Anaerotruncus,在黃芩素治療組中顯著恢復到正常水平。黃芩素可以顯著降低高脂飲食引起的肝臟重量增加,改善非酒精性脂肪肝小鼠脂質代謝紊亂。
吳茱萸堿可通過調節(jié)腸道菌群和抑制肝臟炎癥反應來改善CCl4誘導的小鼠肝纖維化。吳茱萸堿可增加乳桿菌、阿克曼氏菌、擬桿菌的豐度,降低腸球菌和Lachnoclostridiun的豐度(P<0.05)。
核桃青殼多糖是一種低分子量酸性雜多糖,主要由葡萄糖醛酸、阿拉伯糖和半乳糖組。核桃青殼多糖顯著改善了高脂飲食誘導的肥胖小鼠的糖代謝和脂質代謝,并降低了氧化應激。對肝臟脂肪變性和血管內皮功能障礙具有保護作用。增加了門水平的Deferribacteres的相對豐度,降低了Akkermansia,Lachnoclostridium等相對豐度。
鐵皮石斛可以調節(jié)腸道微生物群、腸道通透性和肝臟炎癥,從而減輕非酒精性脂肪性肝炎。鐵皮石斛處理降低了Romboutsia、Turicibacter、Lachnoclostridium、Blautia、Ruminococcus_torques_group、Sutterella、Escherichia-Shigella等豐度。
人參皂苷 Rg1 治療 4 周可顯著降低血糖水平,人參皂苷 Rg1 通過改變腸道微生物群來治療2型糖尿病,增加了 Lachnospiraceae_NK4A136_group 和 Lachnoclostridium 的比例,降低了 Lactobacillus 的比例。
全麥燕麥改善了高脂血癥小鼠的血清脂質分布,降低了體重和脂質沉積,全麥燕麥中的黃酮類化合物對高脂血癥小鼠膽汁酸代謝和腸道微生物群具有調節(jié)作用,顯著減少Lachnoclostridium、Blautia、Desulfovibrio、Colidextribacter。
四物湯對肝纖維化小鼠表現(xiàn)出顯著的治療效果,通過增加擬桿菌和Lachnoclostridium的相對豐度,并降低 Alistipes 和 Rikenellaceae 的相對豐度,顯著重組了纖維化小鼠的腸道微生物群。
飲食方式
增加孕婦水果和蔬菜的攝入量可以影響嬰兒腸道內Lachnoclostridium屬的豐度。
地中海飲食可以增加Lachnoclostridium屬在腸道內的豐度。
高粗糧飲食可增加Lachnoclostridium屬的豐度。
低熱量飲食也可以選擇性地促進Lachnoclostridium等抗炎菌群,從而改善胰島素敏感性和血糖水平。
而高脂飲食則會降低Lachnoclostridium的相對豐度。
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主要參考文獻:
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