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衣曉峰 科技日?qǐng)?bào)記者 劉傳書
11月20日,記者從深圳市人民醫(yī)院獲悉,該院心內(nèi)科主任董少紅教授團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)添加上丙酸鈉或糞菌移植,有助于維持腸道微生物的穩(wěn)態(tài),促進(jìn)短鏈脂肪酸(丙酸鈉)的增量,減少脂多糖的產(chǎn)出,以保護(hù)黏膜屏障完整性,防止腸道“漏滲”,抑制炎癥反應(yīng),最終為血管鈣化的進(jìn)程“踩剎車”,相關(guān)研究成果近日發(fā)表于國(guó)際期刊《微生物組》。據(jù)悉,短鏈脂肪酸在血管鈣化中扮演著重要“角色”,有望為解決血管鈣化難題提供新的用藥靶點(diǎn)及治療策略。
作為一種常見(jiàn)的以血管壁異位鈣鹽沉積為特征的病理表型,血管鈣化可使血管順應(yīng)性降低、動(dòng)脈壁增厚、管腔狹窄、斑塊不穩(wěn)定和斑塊破裂,進(jìn)而引發(fā)一系列心血管疾病和不良的心腦血管事件。目前臨床尚無(wú)有效藥物對(duì)抗血管鈣化的侵襲。之前曾有研究發(fā)現(xiàn),短鏈脂肪酸、腸道微生物群、炎癥與血管鈣化之間關(guān)系密切。董少紅團(tuán)隊(duì)認(rèn)為,通過(guò)短鏈脂肪酸-丙酸鹽重塑腸道菌群,有望改善腸道屏障功能,減輕炎癥反應(yīng),并阻止血管進(jìn)一步鈣化。
董少紅團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn),血管鈣化患者血漿和糞便中的乙酸鹽、丙酸鹽、丁酸鹽與鈣化積分呈負(fù)相關(guān);進(jìn)一步校正混雜因素后,邏輯回歸分析發(fā)現(xiàn)血漿和糞便短鏈脂肪酸鹽,尤其是丙酸鹽、丁酸鹽與鈣化積分呈獨(dú)立負(fù)相關(guān),表明乙、丙、丁三種短鏈脂肪酸是遏制血管鈣化的獨(dú)立保護(hù)因素。接下來(lái),團(tuán)隊(duì)采用ROC曲線計(jì)算了曲線下面積,以評(píng)價(jià)短鏈脂肪酸對(duì)血管鈣化的預(yù)測(cè)能力,結(jié)果發(fā)現(xiàn)血漿和糞便樣本中的丙酸鹽曲線面積最大,丁酸鹽次之,乙酸鹽最小。
為了明確短鏈脂肪酸(丙酸鈉)對(duì)血管鈣化的功效,研究團(tuán)隊(duì)給予維生素和尼古丁誘導(dǎo)(VDN)的大鼠自由飲用一定量的丙酸鈉溶液,發(fā)現(xiàn)丙酸鈉可明顯抑制實(shí)驗(yàn)大鼠的血管鈣鹽沉積,且顯著減輕了血管壁巨噬細(xì)胞浸潤(rùn),減少了腫瘤壞死因子-α的表達(dá),降低了血漿中腫瘤壞死因子、白介素等多種物質(zhì)的水平。研究人員還借助基因檢測(cè)手段,詳細(xì)分析了丙酸鈉對(duì)腸道微生物群組成和豐度的影響,發(fā)現(xiàn)丙酸鈉的確改變了VDN誘導(dǎo)的大鼠腸道菌群的結(jié)構(gòu)和豐度。
與此同時(shí),科研團(tuán)隊(duì)還進(jìn)行了糞菌移植研究,分析了結(jié)腸的組織學(xué)特征,發(fā)現(xiàn)丙酸鈉介導(dǎo)的腸道菌群亦能弱化VDN誘導(dǎo)的大鼠血管鈣化和減弱體內(nèi)炎癥反應(yīng)。隨后,團(tuán)隊(duì)在對(duì)大鼠腸道菌群進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),其中富集了嗜黏蛋白-阿克曼氏菌。研究證實(shí),這種嗜黏蛋白-阿克曼氏菌能夠重塑腸道菌群,豐富腸道微生物群的多樣性,促進(jìn)短鏈脂肪酸的分泌,證實(shí)了丙酸鹽對(duì)腸道黏膜屏障具有保護(hù)效果,可減輕腸道屏障損傷及機(jī)體炎癥,最后使血管鈣化的情況得到緩解。
董少紅介紹,短鏈脂肪酸是在結(jié)腸中經(jīng)特定厭氧菌發(fā)酵膳食纖維而形成的代謝產(chǎn)物,主要包括乙酸、丙酸、丁酸。短鏈脂肪酸源于腸道微生物,又可調(diào)節(jié)腸道微生物的內(nèi)穩(wěn)態(tài)。一旦腸道微生態(tài)失衡,就會(huì)破壞腸道屏障的完整性,導(dǎo)致革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁中的脂多糖和有害代謝產(chǎn)物滲入體循環(huán),誘發(fā)機(jī)體慢性炎癥反應(yīng),并帶來(lái)血管內(nèi)皮功能障礙、動(dòng)脈粥樣硬化、心力衰竭和高血壓等一系列心血管疾病。
下一步,研究團(tuán)隊(duì)還將圍繞如何通過(guò)改善飲食來(lái)促進(jìn)短鏈脂肪酸的增加、如何更加深刻地闡明“腸-血管”軸的奧秘,以及短鏈脂肪酸(丙酸鹽)對(duì)宿主病理或生理狀態(tài)下的具體作用機(jī)制等問(wèn)題繼續(xù)開(kāi)展科技攻關(guān),以加速臨床轉(zhuǎn)化,從而更有效地實(shí)現(xiàn)個(gè)體化治療或精準(zhǔn)醫(yī)療。