發(fā)布時間：2022-01-13 03:35

　　電離輻射改變腸道菌群的組成,以厚壁菌門和變形菌門增加,擬桿菌門降低較為常見。輻射對菌群的改變往往伴隨多種代謝產(chǎn)物的含量變化,如短鏈脂肪酸、芳香族氨基酸和膽汁酸等,并與腸道屏障功能、免疫平衡及炎癥因子表達(dá)水平的改變具有相關(guān)性。益生菌補(bǔ)充、糞菌移植及活性化合物干預(yù)等方法可以通過調(diào)節(jié)腸道菌群平衡減輕電離輻射損傷。本文綜述電離輻射對腸道菌群的影響及基于菌群調(diào)節(jié)的輻射防護(hù)研究最新進(jìn)展,為新型輻射防護(hù)劑的開發(fā)提供參考。 

【文章來源】：中國藥理學(xué)與毒理學(xué)雜志. 2020,34(07)北大核心

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

短鏈脂肪酸（SCFA）抗炎及免疫調(diào)節(jié)作用機(jī)制.

電離輻射對機(jī)體的損傷程度受輻射源、劑量率、暴露時間及機(jī)體敏感性等因素影響。胃腸道系統(tǒng)對電離輻射具有高度的敏感性，輻射影響胃腸道的運動、吸收和分泌功能，常見的胃腸道反應(yīng)為惡心嘔吐、腹瀉和病理檢測可見小腸絨毛斷裂、隱窩塌陷、黏膜上皮受損等。電離輻射條件下，無菌動物與常規(guī)動物的對比研究直觀地反映了腸道菌群對電離輻射的敏感性以及通過調(diào)節(jié)菌群進(jìn)行輻射損傷防治的可能性。與常規(guī)飼養(yǎng)的動物相比，無菌小鼠對致死劑量輻射引起的腸炎有明顯的抵抗性。機(jī)制上，這2種動物的輻射敏感性受禁食脂肪誘導(dǎo)因子（fasting-induced adipose factor,Fiaf）的調(diào)控；Fiaf由小腸絨毛上皮細(xì)胞分泌，在正常小鼠中受腸道微生物群抑制而缺乏，從而導(dǎo)致正常小鼠絨毛內(nèi)皮細(xì)胞和淋巴細(xì)胞群體對輻射誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡的抵抗力下降[7]。文獻(xiàn)報道了輻射模型動物的腸道菌群組成在照射前、后發(fā)生的一系列變化（表1）。其中，2018年一項研究表明，生活在切爾諾貝利核輻射污染環(huán)境下田鼠的腸道菌群組成發(fā)生了明顯變化，未污染區(qū)域田鼠的厚壁菌門（Firmicutes）/擬桿菌門（Bacteroidetes）比值低于0.9，而核污染區(qū)的田鼠厚壁菌門顯著增加，厚壁菌門/擬桿菌門比值為1.7；核污染區(qū)田鼠的菌群功能也發(fā)生了改變，以碳水化合物的降解、同化和轉(zhuǎn)運、外源物質(zhì)生物降解和DNA損傷通路為特征[8]。輻射可導(dǎo)致菌群發(fā)生促炎性失調(diào)。C57BL/6J小鼠經(jīng)192Ir 22 Gy(5.5Gy×4次）直腸內(nèi)照射，6周后厚壁菌門明顯減少，疣微菌門嗜黏蛋白艾克曼氏菌（Akk菌屬，Akkermansia）、擬桿菌門擬桿菌屬（Bacteroides）和副擬桿菌屬（Parabacteroides）、變形菌門薩特菌屬（Sutterella）、厚壁菌門蘇黎世桿菌屬（Turicibacter）豐度顯著增加。輻射改變的微生物群在細(xì)菌-HT29上皮細(xì)胞共培養(yǎng)物中和無菌小鼠體內(nèi)均刺激白細(xì)胞介素1β（interleukin-1β，IL-1β）的分泌，而IL-1是放射性直腸炎損傷的主要驅(qū)動因子，或可通過微生物群落調(diào)控或直接阻斷IL-1來緩解臨床輻射治療引起的組織損傷[9]。XIAO等[10]研究表明，15 Gy全腹部照射（total abdominal irradiation,TAI）使小鼠擬桿菌門相對豐度降低，變形菌門相對豐度升高；擬桿菌綱（Bacteroidia）、β-變形菌綱（Betaproteobacteria）、紅蝽菌綱（Coriobacteriia）相對豐度降低，浮霉?fàn)罹V（Planctomycetia）、鞘脂桿菌綱（Sphingobacteria）等相對豐度增加，富氫水灌胃逆轉(zhuǎn)了這種改變并通過My D88對腸道菌群的效應(yīng)緩解照射引起的胃腸道損傷。機(jī)制上，灌胃富氫水主要上調(diào)了mi RNA-1968-5p水平而平行下調(diào)TAI暴露后小腸組織中My D88的表達(dá)水平，進(jìn)而通過My D88對腸道菌群的效應(yīng)改善輻射引起的胃腸道毒性。LU等[11]報道了在15 Gy全腹部照射下，小鼠腸道菌的Chao 1指數(shù)和Shannon多樣性指數(shù)未發(fā)現(xiàn)顯著性差異，但仍改變了菌群組成。輻射導(dǎo)致擬桿菌門相對豐度降低，變形菌門相對豐度增高，擬桿菌科和腸球菌科（Enterococcaceae）豐度降低，但擬桿菌科S24＿7屬明顯富集。3,3′-二吲哚甲烷（3,3′-diindolylmethane,DIM），可減輕輻照引起的小鼠死亡或體質(zhì)量減輕，維持小腸干細(xì)胞的增殖和分化，恢復(fù)菌群的結(jié)構(gòu)變化，并可能通過這種菌群調(diào)節(jié)作用減輕輻射損傷。除了高劑量急性輻射損傷，越來越多的研究開始關(guān)注低劑量電離輻射對機(jī)體健康的慢性影響，由此也引發(fā)了關(guān)于腸道微生物在其中所起作用的思考。LIU等[12]報道，BALB/c小鼠經(jīng)0.5 Gy不同方式（0.5 Gy×1次；0.1 Gy×5次；0.05 Gy×10次）γ射線照射后，腸道菌群結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，其中，梭菌屬（Clostridium）、螺桿菌屬（Helicobacter）、顫桿菌屬（Oscilibacter）相對豐度隨輻射暴露時間增加而升高，擬桿菌屬和巴恩斯菌屬（Barnesiella）相對豐度則隨暴露時間增加依賴性降低；功能代謝通路分析反映了腸道菌群在屬水平上的差異對代謝途徑的影響，其中擬桿菌主要與細(xì)菌毒素和類胡蘿卜素合成及上皮細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等呈正相關(guān)；葡萄球菌與細(xì)菌毒素、類胡蘿卜素生物合成、上皮細(xì)胞信號、藥物代謝、DNA修復(fù)等呈負(fù)相關(guān)。輻射導(dǎo)致腸道菌群的變化與代謝物的擾動相關(guān)，揭示了低劑量電離輻射誘導(dǎo)的腸道代謝途徑的共生穩(wěn)態(tài)的破壞，并為進(jìn)一步研究低劑量電離輻射下腸道菌群對機(jī)體的作用機(jī)制和菌群干預(yù)研究提供了分析基礎(chǔ)。


本文編號：3585986