• 文章背景

溃疡性结肠炎 (UC) 是一种慢性进行性炎症性胃肠道疾病，与肠道菌群失调和代谢稳态紊乱密切相关。尽管靶向微生物疗法是炎症性肠病 (IBD) 的一种新兴干预策略，但特定益生菌 (例如发酵乳杆菌016, LF) 缓解UC 的机制尚不明确。来自华中农业大学动物科技学院、动物医学院的李家奎教授及其团队在Nutrients 发表最新研究，系统评估了一株分离自健康牦牛胃肠道的益生菌——发酵乳杆菌016 (Lactobacillus fermentum 016, LF) 对溃疡性结肠炎的保护作用，并从氧化应激、肠道菌群及代谢调控等多个层面揭示了其潜在机制，为开发基于益生菌的IBD 精准治疗策略提供了重要的见解。

• 研究过程与结果

研究团队首先利用健康C57BL/6J 小鼠建立基础模型，评估补充LF 对肠道健康的影响；随后采用葡聚糖硫酸钠 (DSS) 诱导的小鼠溃疡性结肠炎模型，系统研究LF 对肠道炎症的预防效果及其作用机制。同时结合16S rRNA 测序、非靶向代谢组学分析以及组织病理学检测，系统探究其作用机制。

研究结果表明，LF 对DSS 诱导的小鼠结肠炎具有显著的改善作用。与模型组相比，补充LF 后，小鼠体重下降程度明显减轻，疾病活动指数 (DAI) 显著降低，结肠长度缩短现象得到缓解。组织病理学结果显示，LF 处理组的小鼠结肠组织炎症浸润减少，隐窝结构损伤明显改善，肠黏膜完整性得到有效保护。

图1. 预防性补充LF 对结肠损伤的影响：(a) 结肠长度图像；(b) 结肠长度柱状图分析；(c) 结肠组织切片；(d) 组织病理学损伤评分。数据以均值±标准误表示，* p < 0.05，*** p < 0.001

进一步分析发现，LF 能够显著增强机体抗氧化防御能力。与DSS 组相比，LF 干预后小鼠体内超氧化物歧化酶 (T-SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶 (GSH-Px) 和过氧化氢酶 (CAT) 活性明显升高，而丙二醛 (MDA) 和髓过氧化物酶 (MPO) 水平显著下降，表明氧化应激损伤得到有效缓解。在炎症调节方面，LF 显著降低了促炎细胞因子IL-1β、IL-6、TNF-α 和IFN-γ 的表达水平，同时提高了抗炎细胞因子IL-4 和IL-10 的水平，帮助恢复机体免疫稳态。此外，LF 还能促进紧密连接蛋白ZO-1 和Occludin 的表达，增强肠道屏障功能。

图2. 预防性补充LF 对氧化应激、免疫细胞因子和MPO 的影响：(a) 氧化应激相关生理生化指标分析；(b) 血清免疫细胞因子分析；(c) 结肠组织中MPO 活性。数据以均值±标准误 (SEM) 表示，* p < 0.05，** p < 0.01，*** p < 0.001，ns 无统计学意义

机制研究显示，LF 能够激活Nrf2-Keap1 抗氧化信号通路，促进相关抗氧化蛋白表达，从而增强机体抵御氧化损伤和抗炎能力。

肠道菌群分析结果显示，LF 能够显著改善DSS 导致的菌群失调，增加g_Dubosiella，g_Faecalibaculum，g_Odoribacter 等有益菌属的丰度，同时降低部分与炎症相关菌群的相对丰度。

代谢组学分析进一步发现，LF 对色氨酸代谢途径具有明显调节作用。干预后，多种具有免疫调节和抗炎作用的代谢物水平显著升高，包括犬尿酸 (Kynurenic Acid)、3-吲哚乙酸 (3-Indoleacetic Acid)、5-甲氧基色氨酸 (5-Methoxytryptophan) 和褪黑素 (Melatonin) 等。相关性分析表明，菌群结构变化与色氨酸代谢产物水平之间存在显著关联。这些发现首次系统地表明，LF 的补充能够有效调节肠道微生物代谢，增加有益代谢产物的水平并增强色氨酸代谢通路来缓解结肠炎。

图3. 预防性补充LF 对结肠炎小鼠肠道菌群代谢谱的影响：(a) 偏最小二乘判别分析 (PLS-DA) 显示各组间代谢物差异；(b) 韦恩图显示不同治疗组间代谢物的重叠情况；(c) 火山图突出显示显著改变的代谢物；(d) 色氨酸代谢通路中代谢物的热图分析；(e) 各组间代谢物差异的柱状图；(f) 代谢物的KEGG 通路富集分析。数据以平均值 ± 标准误 (SEM) 表示，* p < 0.05，** p < 0.01

• 研究结论

本研究系统揭示了Lactobacillus fermentum 016 缓解溃疡性结肠炎的多重作用机制。该菌株不仅能够改善肠道菌群失衡，促进有益代谢物生成，还能增强机体抗氧化能力、调节免疫反应并修复肠道屏障功能。其中，对色氨酸代谢通路的显著调控，为理解益生菌与宿主相互作用提供了新的研究视角。研究结果表明，Lactobacillus fermentum 016 具有作为功能性益生菌用于炎症性肠病干预的潜力，也为开发基于肠道微生态调控的精准治疗策略提供了重要理论依据。未来，随着相关机制研究和临床验证的进一步开展，该菌株有望为炎症性肠病等肠道疾病的防治带来新的解决方案。

• 作者简介

李家奎 教授

华中农业大学，动物科技学院-动物医学院副院长，教授，博士生导师。主要研究领域动物群发性普通病发病机理、牦牛疾病诊断与防治、高原家畜疾病诊断防治等研究。主持各类基金项目20项，主编专著一部，参编面向二十一世纪教材三部，授权专利4项，发表100余篇，其中第一作者和通讯作者SCI 收录论文90多篇，获得省部级科技进步奖4项，其中第一主持人获奖2项；获评2019年度中国兽医协会十大杰出兽医，2014年度西藏自治区民族团结先进个人。

阅读英文原文：https://www.mdpi.com/3155380

•             Nutrients 期刊介绍

主编：Maria Luz Fernandez, University of Connecticut, USA; Lluis Serra-Majem, Institute of Health Carlos III; University of Las Palmas de Gran Canaria; Centro Hospitalario Universitario Insular Materno Infantil (CHUIMI), Spain

期刊主题涵盖常量营养素、微量营养素、生物活性营养素、运动营养、公共卫生和饮食相关疾病等学科领域。

2025 Impact Factor：5.8

2025 CiteScore：10.2

Time to First Decision：15.8 Days

Acceptance to Publication：2.6 Days

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/nutrients

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