布拉氏酵母菌对便秘小鼠小肠微生物组成和代谢物水平的影响

Effects of Saccharomyces boulardii on microbiota composition and metabolite levels in the small intestine of constipated mice.

作者信息Shuai Tang, Jia Li, Yi Li, Haitao Du, Wenya Zhu, Ru Zhang, Jun Wan
PMID39578737
发布时间2024-11-23
DOI10.1186/s12866-024-03647-0

实验完整度

包含动物模型、16S rRNA测序、Western blot、代谢组学等多层级实验,但缺乏功能验证或机制验证实验,如基因敲除或回复实验。

主要模型

洛哌丁胺诱导的便秘小鼠模型 C57BL/6小鼠

重点核对

小鼠品系:C57BL/6,6周龄,雄性 造模药物洛哌丁胺剂量:10 mg/kg BW,每日口服 布拉氏酵母菌剂量:384 mg/kg BW,每日灌胃,持续14天 小肠组织蛋白表达检测:Western blot 小肠内容物代谢物检测:UPLC-MS/MS

摘要

布拉氏酵母菌(S. boulardii)是一种用于治疗消化道疾病的真菌益生菌。然而,布拉氏酵母菌影响小肠的机制仍不清楚。在此,我们旨在探讨布拉氏酵母菌对洛哌丁胺诱导的便秘小鼠小肠的影响及其潜在机制。虽然布拉氏酵母菌给药并未完全逆转洛哌丁胺诱导的排便参数改变,但它将小肠菌群组成改变为有利于缓解便秘的群落。此外,布拉氏酵母菌上调了酪氨酸蛋白激酶Kit(c-Kit)、水通道蛋白3(AQP3)、白细胞介素(IL)-10、肌球蛋白轻链激酶(MLCK)和磷酸化肌球蛋白轻链20(P-MLC20)的表达,同时下调诱导型一氧化氮合酶(iNOS)、p65和IL-17A的表达水平。这些改变表明对小肠水重吸收、炎症因子水平和平滑肌收缩具有明显影响。布拉氏酵母菌还积极调节小肠代谢物水平,如6-磷酸果糖、二高-γ-亚麻酸和3-(4-羟基苯基)乳酸,并参与精氨酸生物合成、亚油酸代谢和蛋白质消化吸收等代谢通路。虽然未完全逆转排便变化,但布拉氏酵母菌改变肠道菌群,上调影响水重吸收和炎症的关键蛋白,并积极影响代谢通路。我们的研究为布拉氏酵母菌在肠道疾病治疗中的应用的进一步研究提供了基础。

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
布拉氏酵母菌对洛哌丁胺诱导的便秘小鼠小肠菌群、蛋白表达和代谢物的影响及机制。
核心机制
布拉氏酵母菌可能通过调节肠道菌群、上调c-Kit、IL-10、MLCK和P-MLC20表达,下调iNOS、p65和IL-17A表达,影响水重吸收、炎症和平滑肌收缩,并调节代谢通路如精氨酸生物合成、亚油酸代谢和蛋白质消化吸收。
主要证据
动物实验显示布拉氏酵母菌改变菌群组成,Western blot显示蛋白表达变化,代谢组学显示代谢物变化,但未完全逆转排便参数。
研究意义
为布拉氏酵母菌在肠道疾病治疗中的应用研究提供基础。

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

建立便秘小鼠模型及分组干预

评估布拉氏酵母菌对洛哌丁胺诱导便秘小鼠的影响。

将30只雄性C57BL/6小鼠随机分为NC、MC、BB、SB、MN五组,NC组给予生理盐水,其余组给予洛哌丁胺,之后分别给予相应干预,持续14天。

2

检测排便参数和小肠推进率

评估便秘模型建立和药物干预对排便功能的影响。

测量粪便重量、含水量、首次黑便时间和小肠推进率。

3

Western blot检测蛋白表达

检测小肠组织中c-Kit、AQP3、iNOS、p65、IL-10、IL-17A、MLCK、P-MLC20等蛋白表达水平。

提取小肠组织蛋白,进行SDS-PAGE电泳和免疫印迹。

4

16S rRNA基因测序分析菌群

分析小肠内容物微生物群落结构和组成。

提取DNA,PCR扩增V3-V4区,Illumina MiSeq PE300测序,进行生物信息学分析。

5

SCFA浓度测定

检测小肠内容物中短链脂肪酸水平。

采用气相色谱-质谱联用技术分析SCFA。

6

UPLC-MS/MS代谢组学分析

鉴定小肠内容物差异代谢物及代谢通路。

提取代谢物,进行UPLC-MS/MS检测,结合PCA和KEGG通路富集分析。

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
盐酸洛哌丁胺Xian Janssen Pharmaceutical Co., Ltd.--
布拉氏酵母菌BIOCODEXCNCM I-745
双歧杆菌Lizhu Pharmaceutical FactorySHBCC D80243
甲硝唑Yabao Pharmaceutical Group--
活性炭Fangzheng Reagent Factory--
MLCK抗体Sanying Biotechnology21642-1-AP
MLC20抗体Sanying Biotechnology10324-1-AP
P-MLC20抗体Bioss Biotechnologybs-8311R
AQP3抗体Bioss Biotechnologybs-1253R
iNOS抗体Affinity BioreagentsAF0199
c-Kit抗体Affinity BioreagentsAF6152
p65抗体Affinity BioreagentsAF5006
IL-17A抗体Affinity BioreagentsDF6127
IL-10抗体Affinity BioreagentsDF6894
β-肌动蛋白单克隆抗体Sanying Biotechnology66009-1-Ig
RIPA裂解液----
磷酸酶抑制剂Beyotime BiotechS1873
BCA蛋白检测试剂盒Beyotime BiotechP0010
PVDF膜Millipore--
甘氨酸BioFroxx1275GR500
ECL化学发光试剂Beijing Pulilai Gene Technology Co., Ltd.P1050
显影定影试剂盒Hanzhong Photography Materials Factory--
AxyPrep DNA凝胶回收试剂盒Axygen Biosciences--
Quantus荧光计Promega--
安捷伦6890N/5975B气相色谱质谱联用仪Agilent--
Thermo UHPLC-Q Exactive HF-X系统Thermo Fisher--
ACQUITY HSS T3色谱柱Waters--
L-2-氯苯丙氨酸Shanghai Aladdin Biochemical Technology--
Wonbio-96c冷冻组织研磨仪Shanghai Wanbo Biotechnology--
IBM SPSS 27.0----
GraphPad Prism 9.51----

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
动物模型建立与分组
小鼠品系、性别、周龄、体重;分组情况;每组样本量;洛哌丁胺剂量和给药方式;干预药物剂量和给药方式;处理持续时间。
阅读提示:参见Materials and Methods中的Animals部分。
排便参数检测
粪便收集时间点;粪便含水量计算公式;活性炭给药剂量和时间;小肠推进率检测时间。
阅读提示:参见Materials and Methods中的Defaecation parameters部分。
蛋白表达检测
组织裂解液成分和浓度;抗体稀释比例;孵育时间和温度;内参蛋白。
阅读提示:参见Materials and Methods中的Western blotting部分。
菌群测序与分析
DNA提取方法;PCR扩增引物和区域;测序平台;生物信息学分析方法。
阅读提示:参见Materials and Methods中的16S rRNA gene sequencing部分。
代谢组学检测
样品前处理;色谱质谱条件;数据处理方法。
阅读提示:参见Materials and Methods中的UPLC-MS/MS analysis of metabolites部分。