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福州大学生物科学与工程学院的梁梓华、吕旭聪*和福建医科大学附属第一医院肝胆胰外科的陈有挺*等前期从红曲酒传统酿造体系中分离鉴定出一株副干酪乳杆菌FZU103（LP-FZU103），小鼠实验证实LP-FZU103可以在一定程度上促进肝脏功能基因正常表达和维持肠道菌群稳态，对肝脏脂质堆积和非酒精性脂肪肝的形成具有一定的预防作用。因此，推测LP-FZU103可通过调节肠道菌群和肝脏功能基因表达等途径防控ALI。据此，本研究构建ALI小鼠模型，从生理生化指标、肝功能基因转录及肠道菌群的角度探究LP-FZU103对ALI的防控作用机制，以期为开发功能性乳酸菌发酵食品提供科学依据。
由图1A可知，与空白组小鼠相比，ALI会明显影响小鼠体质量的正常增长，特别是在第6周实验结束时体质量差异最明显。ALI小鼠同时给予LP-FZU103预防性干预后，乙醇对机体代谢功能的损伤得到某些特定的程度改善，体质量有所恢复。由图1B、C可知，模型组小鼠的肝脏系数和肾脏系数明显高于空白组（P＜0.05），表明小鼠在长期乙醇诱导下肝脏及肾脏发生异常肿胀。LP-FZU103干预可明显降低ALI小鼠的肝脏系数和肾脏系数（P＜0.05），且与空白组的正常小鼠无显著差异，表明LP-FZU103干预能够缓解ALI小鼠肝脏及肾脏损伤。此外，由图1D可知，与空白组相比，模型组小鼠脾脏系数极显著下降（P＜0.01），而实验组小鼠脾脏系数与空白组较接近，表明LP-FZU103干预能缓解ALI导致的小鼠脾脏萎缩。
由图2可知，过量的乙醇干预6 周后，模型组小鼠血清中的TC、TG和LDL-C浓度明显高于空白组（P＜0.05），而HDL-C浓度极显著低于空白组（P＜0.01），表明模型组小鼠已出现非常明显的血脂非正常现象。LP-FZU103干预可明显降低ALI小鼠血清中的TC、TG和LDL-C浓度，而血清HDL-C浓度明显高于模型组（P＜0.05）且与空白组小鼠接近。因此，本研究推测LP-FZU103降低血清TC和TG浓度可能是通过增加血清HDL-C和降低血清LDL-C浓度实现。此外，血清ALT和AST活力也是评估肝脏损伤所致程度的重要指标。ALT和AST主要分布在肝细胞质和线粒体中，二者活力的异常增加分别反映了肝细胞膜和肝细胞器的损伤所致程度。在本研究中，实验组小鼠ALT和AST活力明显低于模型组（P＜0.05），且与空白组接近，以上根据结果得出LP-FZU103可以有效抑制ALI小鼠的肝细胞坏死，减轻肝细胞损伤程度。
由图3A可知，摄入过量乙醇的小鼠肝脏中MDA含量极显著上升（P＜0.01），而LP-FZU103的干预极明显降低肝脏中MDA含量（P＜0.01），且与空白组无显著差异。此外，肝细胞中存在由GSH、SOD及CAT共同组成的抗氧化防御系统，其中GSH中的活性巯基可使活性氧（ROS）还原成酸性物质，加速ROS的清除；SOD可使超氧阴离子发生歧化反应，生成H 2 O 2 和氧，并通过CAT使之进一步裂解为H 2 O，同时减少高活性羟自由基的产生，以阻止超生理水平的ROS积累，从而抑制体内的氧化应激，使肝细胞膜稳定性增加、转氨酶含量降低。由图3B～D可知，与空白组相比，模型组小鼠肝脏中CAT和SOD活力及GSH含量显著下降（P＜0.05），而LP-FZU103的摄入明显提高了肝脏CAT和SOD活力以及GSH含量（P＜0.05），表明LP-FZU103可提升乙醇代谢相关酶的活性以减轻肝脏的氧化应激反应。Tian Fengwei等利用植物乳植杆菌CCFM1112干预ALI小鼠，结果显示，其对小鼠肝脏MDA、SOD及GSH水平的调控效果并不明显，表明LP-FZU103在调控肝脏氧化应激方面更具优势。研究得出，LP-FZU103在预防肝脏氧化应激方面的潜在作用可能通过减少自由基的产生或增加自由基的清除活性实现，从而减轻小鼠ALI症状。
由图4可知，与空白组相比，模型组中除IL-6水平增加不显著外，TNF-α和IFN-γ水平明显地增加（P＜0.05）；而LP-FZU103干预后，除TNF-α水平降低不显著外，IFN-γ和IL-6水平相较于模型组均明显降低（P＜0.05），且与空白组无显著差异。以上根据结果得出，LP-FZU103通过抑制炎症因子的产生降低ALI小鼠中肝脏的炎症反应。
由图5可知，空白组小鼠肝脏结构完整，轮廓清晰，肝细胞呈放射状排列，出现较少空泡脂滴，而模型组小鼠肝脏组织内可见肝细胞间发生严重脂肪病变，并伴有部分气球样变及点状坏死，出现较大空泡脂滴。相比于模型组，实验组小鼠经LP-FZU103干预后，肝细胞结构明显趋于正常，肝细胞间中、大泡性脂肪病变减少，空泡脂滴减少。以上研究根据结果得出，LP-FZU103能够减轻ALI小鼠的肝脏病变，对ALI具有一定的防控作用。
6 LP-FZU103对ALI小鼠肝脏胆汁酸及脂质代谢相关基因表达的影响
由图6A可知，乙醇干预明显降低了肝脏Cyp7a1表达水平（P＜0.05），打破了胆固醇稳态，从而证实胆汁酸转化途径存在异常。LP-FZU103干预后，Cyp7a1表达水平升高，表明LP-FZU103对胆汁酸的转化及代谢起到一定调节作用。
由图6B～H可知，与空白组相比，模型组Ldlr、Cpt1及Acox1基因水平显著下调（P＜0.05），而除Acc1和Srebp-1c基因水平上调不显著外，Cd36和Hmgcr基因水平显著上调（P＜0.05）。提前灌胃LP-FZU103使上述基因在小鼠体内的表达有所逆转。脂肪酸β氧化是调控肝脏脂质代谢紊乱的关键途径，而Cpt-1和Acox1是指导该途径限速酶的关键基因。Cd36基因调节脂肪酸转运蛋白将脂肪酸转运到细胞中，从而促进细胞内TG的形成和积累。先前研究表明，Srebp-1c是一类核转录因子，参与TG和胆固醇代谢基因的转录激活，而Acc1是其作用靶基因，膳食补充益生菌可以明显降低肝脏Srebp-1c基因的mRNA水平，从而改善脂质代谢。此外，Hmgcr是降低胆固醇的治疗靶点，上调Hmgcr可抑制胆固醇的合成；Ldlr的存在可以去除多余的LDL-C，与图2C中的结果相对应。以上根据结果得出，LP-FZU103可能通过调节肝脏胆汁酸及脂质代谢相关基因表达有效改善小鼠ALI。
肠道微生物及其代谢产物参与调控宿主的系列生理活动和信号转导已成为共识。因此，本研究进一步通过Spearman相关性分析，探究肠道微生物与血清、肝脏生化指标之间的相关性。由图8可知，g_norank_f_Oscillospiraceae（OTU753）、g_norank_f_Desulfovibrionaceae（OTU709、OTU837）、g_norank_f_Muribaculaceae（OTU863）等肠道细菌的丰度与肝脏MDA含量呈显著正相关，而与肝脏GSH含量呈显著负相关。此外，g_Lachnospiraceae_GCA-900066575（OTU158）、s_Clostridium_sp._Jar-13（OTU316）、g_norank_f_Muribaculaceae（OTU232）等肠道细菌的丰度与血清TC浓度呈显著正相关，而与肝脏GSH含量呈显著负相关。有研究指出，利用副干酪乳杆菌M5L干预ALI小鼠，能够明显降低小鼠肝脏MDA含量并增加SOD活力和GSH含量，以提高肝脏抗氧化能力，与本研究结果一致，但其并未从更深层次的肠道菌群调节角度进行解析，具有一定的局限性。根据前人研究，Oscillospiraceae可通过增强氧化应激水平和炎症反应消耗体内的GSH，进而导致机体的抗氧化能力变弱，而g_Lachnospiraceae_GCA-900066575与血清生化及肥胖表型呈显著正相关，与本研究结果相一致。
目前，药物医治被认为是改善ALI的主要方法，而大多数治疗药物仍具有潜在的副作用。因此，从食物资源中开发具有较强保肝护肝作用的功能性食品是干预ALI病理发展的重要策略之一。据此，本研究通过构建ALI小鼠模型，证明LP-FZU103对ALI具有一定的防控作用，其通过提高机体乙醇代谢相关酶活性，减少肝脏自由基的产生或积累，抑制肝脏促炎细胞因子的释放，调控肝脏胆汁酸、脂肪酸的转化，以及肝脏代谢相关功能基因的表达，调节肠道微生物组成，尤其是提升小鼠肠道中约氏乳杆菌、罗伊氏乳杆菌、副干酪乳杆菌等有益细菌的相对丰度，以促进肠道菌群稳态，进而有效预防ALI的发生与发展。本研究可为开发功能性乳酸菌发酵食品以预防过量饮酒引起的ALI提供科学依据。在未来研究中，LP-FZU103对ALI的防控作用及机制还要进一步通过多维组学技术结合临床人群试验验证。
本文《副干酪乳杆菌FZU103对小鼠酒精性肝损伤的防控作用》来源于《食品科学》2023年45卷第7期135-144页，作者：梁梓华，李嘉仪，谢林惠，杨梓翊，尤适泽，吴 超，李文龙，艾连中，倪 莉，吕旭聪*，陈有挺*。DOI:10.7506/spkx0729-329。点击下方 阅读原文即可查看文章相关信息。
实习编辑：梁雯菁；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网
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