益生菌T3L抑制结肠炎性反应的肠道免疫调控机制

High fat diet induces imbalance of gut microbiota and decrease of immune function, thus leads to colon inflammatory response. Tibet L. coryniformis (T3L), as probiotics, was separated from traditional fermented milk of yak. In the preliminary study of our group, we found that T3L ameliorated high fat diet induced colonic inflammation, increased acetic acid content of fecal and colon SCFAs content. Hereby, we hypothesize that T3L inhibits colon inflammation by increasing number of SCFAs-producing gut microbiota. In order to demonstrate this hypothesis, Fecal Microbiota Transplantation (FMT) is performed to explicit the role of gut microbiota on ameliorating glucose and lipid metabolism disorder and colonic inflammation by T3L. After that, SCFAs receptor gene Ffar2 knock out mice model is established to investigate Tregs phenotype, function and the downstream regulatory factors. Further, we will clarify the molecular mechanism of T3L in ameliorating colon homeostasis disequilibrium and inflammation through SCFAs. This research will provide new idea for exploitation and applications of probiotics and their fermented products.

高脂膳食能够导致肠道菌群失衡及免疫机能下降，从而产生肠道低度炎症。棒状乳杆菌T3L是课题组分离自传统牦牛发酵乳中的益生菌。前期研究表明：T3L能减轻高脂膳食引起的结肠炎性反应、增加粪便乙酸含量并提高肠道中产短链脂肪酸（SCFAs）菌群的比例。据此提出“T3L提高产SCFAs肠道菌群抑制结肠炎症”的假设。为验证该假设，首先进行小鼠菌粪移植（FMT）实验，明确肠道菌群在T3L改善糖脂代谢紊乱以及缓解结肠炎症中的作用；然后建立SCFAs受体基因Ffar2敲除的小鼠模型，从结肠Tregs免疫调节层面，开展对Tregs细胞表型、功能及其下游因子的调控研究，进一步阐明T3L通过SCFAs改善结肠稳态失衡及其炎症的分子机制。本研究将为益生菌及其发酵乳制品开发与应用提供新思路和理论支撑。

高脂膳食能够导致肠道菌群失衡及免疫机能下降，从而产生肠道低度炎症。乳酸杆菌作为安全无毒的益生菌制剂，被广泛用于食品和健康领域。研究发现，长期食用发酵乳制品可以降低肠道炎性反应，有益于肠道健康。本研究使用的棒状乳杆菌T3L是课题组分离自传统牦牛发酵乳中的益生菌。前期研究表明：T3L能减轻高脂膳食引起的结肠炎性反应、增加粪便乙酸含量并提高肠道中产短链脂肪酸(SCFAs)菌群的比例。据此提出“T3L提高产SCFAs肠道菌群抑制结肠炎症”的假设。为验证该假设，首先进行小鼠菌粪移植(FMT)实验，明确肠道菌群在T3L改善肥胖以及缓解结肠炎症中的作用；然后采用SCFAs混合物灌胃小鼠阐明SCFAs及其受体Ffar2介导的作用；最终从结肠Tregs免疫调节层面，开展对Tregs细胞表型、功能及其下游因子的调控研究，进一步阐明T3L通过SCFAs改善结肠稳态失衡及其炎症的分子机制。研究结果表明：益生菌T3L能够改善高脂膳食引起的小鼠肥胖及脂肪堆积，并且可以改善肠道菌群环境，促进有益菌增殖，减低有害菌或产炎菌丰度，从而缓解高脂肥胖引起的小鼠肠道炎症。且T3L对肠道环境的调节作用具有可传递性，即T3L调节后小鼠的粪菌依然具有调节肥胖小鼠的肠道菌群的功能。此外，T3L通过增加肠道中SCFAs产生菌的丰度，增加SCFAs含量，抑制组蛋白脱乙酰化酶（HDACs）的活性，增加组蛋白乙酰化酶基因表达，促进Foxp3蛋白表达及Tregs细胞成熟；SCFAs激活Ffar2受体，进而调控Tregs数量及功能；基于以上结果和机制，益生菌T3L发挥其抑制结肠炎症的免疫调控作用。本研究为益生菌及其发酵乳制品开发与应用提供新思路和理论支撑。