鼠李糖乳杆菌GG和动物双歧杆菌乳亚种BB-12通过调节伤口微环境促进感染伤口愈合

Lactobacillus rhamnosus GG and Bifidobacterium animalis subsp. lactis BB-12 promote infected wound healing via regulation of the wound microenvironment.

作者信息Zhe Yin, Yilin Wang, Xiaojuan Feng, Changqing Liu, Xiaoyang Guan, Shuyan Liu, Zhanyi Long, Zhonghua Miao, Fang He, Ruyue Cheng, Yanting Han, Ka Li
PMID39422648
发布时间2024-10
DOI10.1111/1751-7915.70031

实验完整度

高

包含大鼠感染伤口模型的体内实验、组织学与免疫组化分析、免疫荧光检测、血液分析、16S rRNA微生物组测序等多层级证据,并有明确的功能与机制验证。

主要模型

金黄色葡萄球菌感染的大鼠全层皮肤缺损伤口模型

重点核对

大鼠品系:Sprague Dawley (SD) 雄性,8周龄,体重220±10g 伤口直径:10mm全层皮肤缺损 细菌感染:100μL金黄色葡萄球菌悬液(108 CFU/mL)覆盖24小时 益生菌干预:每日500μL LGG或BB-12活菌悬液(109 CFU/mL) 对照组:无干预

摘要

感染伤口可能导致复杂的临床并发症和延迟愈合,构成重大的全球公共卫生挑战。本研究探讨了两种益生菌——鼠李糖乳杆菌GG(LGG)和动物双歧杆菌乳亚种BB-12——局部应用对感染伤口微环境的影响及其对伤口愈合的作用。在大鼠模型的皮肤金黄色葡萄球菌(S. aureus)感染伤口上分别每日局部应用LGG和BB-12。两种益生菌均显著加速伤口愈合,表现为肉芽组织形成增强和胶原沉积增加,其中BB-12显示出更优的效果。LGG和BB-12均有效抑制中性粒细胞浸润,并降低促炎细胞因子肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和白细胞介素-6(IL-6)的表达。值得注意的是,BB-12显著降低IL-6水平,而LGG显著降低TNF-α、转化生长因子-β(TGF-β)和血管内皮生长因子(VEGF)。此外,两种益生菌均促进巨噬细胞向抗炎M2表型极化。微生物群分析显示,LGG和BB-12显著降低病原菌(如葡萄球菌属和变形菌属)的丰度,并增加有益菌(如棒状杆菌属)的比例。特别是,BB-12在减少葡萄球菌丰度方面更有效,而LGG在促进棒状杆菌生长方面更为突出。这些发现表明LGG和BB-12能够调节伤口微环境,增强伤口愈合,并为感染伤口的处理提供有价值的见解。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
局部应用LGG和BB-12是否能通过调节伤口微环境促进金黄色葡萄球菌感染伤口的愈合?
核心机制
LGG和BB-12通过抑制中性粒细胞浸润、降低促炎细胞因子(TNF-α、IL-6)表达、促进巨噬细胞向M2表型极化、减少病原菌(如葡萄球菌)并增加有益菌(如棒状杆菌)来调节伤口微环境,从而加速愈合。
主要证据
在大鼠感染伤口模型中,LGG和BB-12组伤口闭合率显著高于对照组,肉芽组织厚度和胶原沉积增加;免疫组化显示炎症因子降低,免疫荧光显示CD206阳性细胞增加;16S rRNA测序显示菌群结构改变。
研究意义
研究为基于益生菌的伤口治疗策略提供了新的理论支持,并提示LGG和BB-12作为感染伤口治疗的替代或辅助手段的潜力,为未来临床应用的优化提供参考。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

建立金黄色葡萄球菌感染伤口模型

建立感染伤口模型,用于评估益生菌的效果。

在SD大鼠背部建立10mm全层皮肤缺损伤口,接种100μL金黄色葡萄球菌悬液(108 CFU/mL)并覆盖24小时。

2

益生菌局部干预

评估LGG和BB-12局部应用对感染伤口愈合的影响。

每日向伤口施加500μL的LGG或BB-12活菌悬液(109 CFU/mL),对照组不干预。

3

伤口愈合评估

量化伤口闭合、pH变化和体重变化,评价益生菌对愈合过程的影响。

定期测量伤口面积,计算闭合率;监测伤口pH、大鼠体重和中性粒细胞水平。

4

组织学分析

评估组织学变化,包括肉芽组织形成、胶原沉积和再上皮化。

第12天收集伤口皮肤组织,进行H&E和Masson染色,测量肉芽组织厚度和胶原沉积百分比。

5

免疫组织化学与免疫荧光分析

检测炎症因子表达和巨噬细胞极化。

对伤口组织进行免疫组化检测IL-6、TNF-α、TGF-β和VEGF水平;免疫荧光检测CD86(M1)和CD206(M2)阳性细胞。

6

伤口微生物分析

分析益生菌干预对伤口菌群组成的影响。

收集伤口拭子,提取DNA,扩增16S rRNA V3-V4区,进行测序并分析菌群多样性和相对丰度。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
MRS琼脂Haibo Biotechnology--
营养琼脂Haibo Biotechnology--
BC-5000兽用全自动血液细胞分析仪Mindray--
TNF-α抗体Boster BioBA0131
VEGF抗体Biossbs-1313R
IL-6抗体ServicebioGB11117
TGF-β抗体ServicebioGB11117
CaseViewer2.43DHISTECH--
HaloIndica Labs101-WL-HALO-1
荧光显微镜Eclipse E100Nikon--
天根DNA试剂盒Tiangen--
Phusion Hot Start Flex 2X Master MixNew England Biolabs--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
菌株培养
LGG和BB-12的培养条件(培养基、温度、时间)
阅读提示:见'Materials'和'Preparation of live LGG suspension'、'Preparation of live BB-12 suspension'
动物模型构建
大鼠品系、年龄、体重、麻醉方案、伤口直径、细菌浓度和感染时间
阅读提示:见'In vivo experiments on infected wounds in rats'
分组与干预
分组(对照、LGG、BB-12)、样本量(每组10只)、干预频率和剂量
阅读提示:见'In vivo experiments on infected wounds in rats'
组织学分析
染色方法(H&E、Masson)、图像采集和分析工具
阅读提示:见'Analysis of wound histology and immunology'
免疫组化与免疫荧光
抗体稀释度、品牌、货号,荧光显微镜型号
阅读提示:见'Analysis of wound histology and immunology'
微生物分析
DNA提取试剂盒、引物序列、PCR反应条件
阅读提示:见'Analysis of wound microorganisms'