肠道微生物群减轻DNFB诱导的特应性皮炎小鼠的慢性瘙痒和皮肤炎症

Gut Microbiota Mitigates Chronic Itch and Cutaneous Inflammation in DNFB-Induced Atopic Dermatitis Mice.

作者信息Zichen Xiong, Xinming Dong, Yi Yuan, Lin Lu, Xueting Deng
PMID41890815
发布时间2026-02-19
DOI10.2147/JIR.S573709

实验完整度

涉及动物模型建立、16S rRNA测序、粪便微生物群移植、行为学评估、组织学分析、免疫组化和代谢组学,包含功能验证和机制初步探索。

主要模型

DNFB诱导的特应性皮炎慢性瘙痒小鼠模型(BALB/c小鼠) 抗生素混合物处理(ABX)的健康受体小鼠 健康供体小鼠

重点核对

DNFB诱导剂量与方案:0.5% DNFB 50 μL致敏,0.25% DNFB 30 μL隔日激发(第6, 9, 11, 13天),溶剂为丙酮:橄榄油=4:1 行为评估时间点:第1, 5, 7, 10, 12, 14天,适应30分钟后记录1小时抓挠 抗生素混合物浓度:万古霉素0.5 g/L、氨苄青霉素1 g/L、新霉素1 g/L、甲硝唑1 g/L,饮水给药 FMT方案:新鲜粪便1g溶于10mL无菌PBS,离心后取上清,100 μL/只灌胃7天 样本量:每组6-8只小鼠

摘要

背景:慢性瘙痒是特应性皮炎(AD)最突出的症状,严重影响患者的生活质量,甚至在用药后仍然持续。肠道微生物群失调被认为与AD有关,然而,肠道微生物群在慢性瘙痒加工调节中的作用目前仍不清楚。本研究旨在阐明肠道微生物群在AD相关慢性瘙痒中的潜在调节作用。方法:本研究建立了1-氟-2,4-二硝基苯(DNFB)诱导的AD相关慢性瘙痒小鼠模型。利用高通量16S rRNA基因测序分析了模型组与健康对照组之间肠道微生物群组成的差异。此外,我们将模型小鼠的粪便微生物群通过口服灌胃移植到经抗生素混合物处理的健康小鼠体内,观察其是否能诱导瘙痒行为。进一步地,将健康小鼠的粪便移植到模型小鼠体内,评估其对瘙痒症状和皮肤炎症的影响。结果:DNFB显著诱导瘙痒行为并改变肠道微生物群组成。通过口服给予慢性瘙痒小鼠的肠道微生物群可诱导经抗生素混合物处理的健康小鼠产生瘙痒行为。而将健康小鼠的粪便微生物群口服移植到慢性瘙痒小鼠体内,不仅显著减轻了抓挠行为,还改善了皮肤损伤和炎症。接受健康供体粪便微生物群移植后,DNFB诱导的慢性瘙痒小鼠的代谢组谱发生了显著变化。结论:这些发现强调了肠道微生物群失调与AD慢性瘙痒之间的潜在联系,表明靶向肠道微生物群可能是治疗慢性瘙痒的一种策略。

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
肠道微生物群是否参与特应性皮炎相关的慢性瘙痒及其潜在机制。
核心机制
肠道微生物群失调可能通过影响全身炎症和代谢途径(如亚油酸代谢)来驱动慢性瘙痒。
主要证据
DNFB小鼠肠道菌群失调,其粪便移植可诱导健康小鼠瘙痒;健康小鼠粪便移植可减轻瘙痒、皮肤炎症和表皮增厚,并改变代谢组。
研究意义
提示靶向肠道微生物群可能成为治疗慢性瘙痒的策略,为开发微生物靶向疗法提供理论基础。

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DNFB诱导的慢性瘙痒模型

建立特应性皮炎相关的慢性瘙痒小鼠模型。

对BALB/c小鼠腹部和背部皮肤脱毛,腹部涂抹0.5% DNFB致敏,第5天后隔日于颈背涂抹0.25% DNFB激发,对照组仅用溶剂。

2

行为学评估抓挠行为

评估模型小鼠的瘙痒行为。

在指定时间点将小鼠放入透明笼中适应30分钟后,通过视频系统记录1小时的自发抓挠行为,统计分析抓挠次数和持续时间。

3

粪便采集和16S rRNA测序

比较慢性瘙痒小鼠与健康对照的肠道微生物群组成差异。

收集新鲜粪便,提取DNA,扩增16S rRNA V3-V4区,进行高通量测序,分析α多样性和β多样性。

4

粪便微生物群移植(FMT)

验证肠道微生物群在慢性瘙痒中的因果作用。

分两部分:1) 将模型小鼠粪便移植到ABX预处理的健康小鼠,观察瘙痒行为;2) 将健康小鼠粪便移植到DNFB模型小鼠,评估抓挠行为和皮肤炎症。

5

皮肤和结肠组织的组织学和免疫组化分析

评估皮肤病理变化和炎症细胞浸润。

皮肤和结肠组织固定、包埋、切片,进行H&E染色测量表皮厚度,甲苯胺蓝染色观察肥大细胞,免疫组化检测IL-4、IL-13、IL-31表达。

6

ELISA检测血清炎症因子

评估全身系统性炎症反应。

使用ELISA试剂盒检测血清中LPS、IL-6、IL-1β、TNF-α和IgE水平。

7

非靶向代谢组学分析

探索FMT处理后慢性瘙痒小鼠的代谢谱变化。

使用Q Exactive HF质谱仪进行LC-MS/MS检测,正负离子模式采集数据,使用Compound Discoverer 3.1处理数据,进行差异代谢物和通路富集分析。

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
盐酸万古霉素AladdinV105495
硫酸新霉素AladdinN109017
甲硝唑AladdinM109874
橄榄油MCE--
IL-4抗体Proteintech84758-5-RR
IL-13抗体AffinityDF6813
IL-31抗体OmnimabsOM281946
ELISA试剂盒Xinbosheng Biotechnology Co., Ltd.--
ELISA试剂盒Huamei Bioengineering Co., Ltd.--
酶标仪Agilent--
Q Exactive HF高分辨质谱仪BGI Genomics--

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
模型建立
DNFB浓度、剂量、溶剂比例、给药时间点和部位
阅读提示:Methods - Establishment of the Chronic Itching Model and Evaluation of Scratching Behavior; Figure 1A
行为学评估
评估时间点、适应时间、记录时长、抓挠事件定义
阅读提示:Methods - Establishment of the Chronic Itching Model and Evaluation of Scratching Behavior
菌群测序
粪便采集、DNA提取、16S rRNA V3-V4区扩增、样本量、测序平台
阅读提示:Methods - Fecal Collection and 16S rRNA Gene Sequencing Analysis
FMT
抗生素混合物组成和浓度、处理时间、粪便上清制备、灌胃剂量和频率
阅读提示:Methods - Antibiotic Cocktail Therapy and Fecal Microbiota Transplantation; Figure 4A和5
组织学分析
固定、包埋、切片、H&E染色、表皮厚度测量方法
阅读提示:Methods - Histological and Immunohistochemical Analyses
ELISA和代谢组学
ELISA试剂盒品牌、代谢组学质谱仪型号、数据处理参数
阅读提示:Methods - Enzyme-Linked Immunosorbent Assay Analysis和Non-Targeted Metabolomics Detection Method