益生菌Lacticaseibacillus paracasei 36通過調控腸道菌群抑制TLR4/NF-κB/MAPK通路及NLRP3炎癥小體活化，緩解小鼠急性肝損傷
《Journal of Advanced Research》：Lacticaseibacillus paracasei 36 attenuates D-GalN/LPS-induced acute liver injury in mice via suppressing the TLR4/NF-κB/MAPK pathway and NLRP3 inflammasome activation through modulating the intestinal microbiota
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為解決急性肝損傷（ALI）高死亡率、治療選擇有限的問題，研究人員探討了益生菌Lacticaseibacillus paracasei 36（LP36）對D-GalN/LPS誘導的小鼠ALI的保護機制。研究發現，LP36預處理可通過調節腸道菌群，激活Keap1/Nrf2/HO-1抗氧化通路，并抑制TLR4介導的NF-κB/MAPK信號通路及NLRP3炎癥小體活化，從而有效減輕肝臟炎癥、氧化應激和細胞凋亡，為ALI提供了基于腸-肝軸的新型潛在治療策略。
肝臟是人體的“化工廠”，負責解毒、代謝、合成等重要生理功能。當遭受病毒、毒素或藥物攻擊時，肝臟可能在短時間內發生嚴重損傷，即急性肝損傷（ALI），其特點是起病急、死亡率高。目前，除了肝移植，臨床缺乏根本性的治療手段，開發有效的干預策略刻不容緩。近年來，科學家們將目光投向了人體內一個龐大的生態系統——腸道菌群。腸道與肝臟之間通過門靜脈緊密相連，構成了“腸-肝軸”。腸道菌群的紊亂會破壞腸黏膜屏障，導致細菌及其產物（如內毒素）易位進入肝臟，從而觸發或加重肝臟的炎癥和損傷。因此，通過益生菌等微生態制劑調節腸道菌群，成為預防和治療肝病的一個充滿潛力的新方向。
在此背景下，浙江大學動物科學學院的研究團隊在《Journal of Advanced Research》上發表了一項研究，深入探討了從傳統發酵食品中分離出的一株益生菌——Lacticaseibacillus paracasei 36（LP36），在緩解小鼠急性肝損傷中的保護作用及其背后的復雜機制。
為了揭示LP36的作用，研究人員主要運用了以下幾項關鍵技術：首先，他們建立了D-半乳糖胺（D-GalN）和脂多糖（LPS）聯合誘導的小鼠急性肝損傷模型。其次，通過血清生化指標檢測、肝臟組織病理學（H&E染色）和透射電鏡觀察評估肝損傷程度。再者，利用酶聯免疫吸附測定（ELISA）、實時熒光定量PCR（qRT-PCR）和蛋白質印跡（Western Blot）技術分析了炎癥因子、凋亡相關基因及蛋白的表達。此外，研究還通過16S rRNA基因測序分析了小鼠盲腸菌群組成，并采用非靶向代謝組學和轉錄組學技術，分別探究了肝臟代謝物和基因表達譜的變化。最后，他們設計了抗生素清除腸道菌群后進行糞菌移植（FMT）的實驗，以驗證LP36的作用是否依賴于其對腸道菌群的調節。
研究結果
1. L. paracasei 36 減輕了 D-GalN/LPS 誘導的小鼠急性肝損傷
LP36預處理顯著降低了模型小鼠血清中天門冬氨酸氨基轉移酶（AST）、丙氨酸氨基轉移酶（ALT）和總膽紅素（TBil）的水平，改善了肝臟充血、變色的外觀，并降低了肝臟和脾臟指數。組織學檢查顯示，LP36預處理顯著減輕了肝細胞彌漫性壞死、中性粒細胞浸潤和出血等病理損傷，降低了改良組織學活動指數（HAI）評分。
2. L. Paracasei 36 減輕了 D-GalN/LPS 誘導的氧化應激、炎癥反應和細胞凋亡
在氧化應激方面，LP36預處理提高了肝臟的總抗氧化能力（T-AOC）和過氧化氫酶（CAT）活性，降低了丙二醛（MDA）含量。在炎癥方面，LP36降低了促炎細胞因子白介素-1β（IL-1β）、IL-6、IL-18和腫瘤壞死因子-α（TNF-α）的水平，同時提升了抗炎因子IL-22的水平。在細胞凋亡方面，LP36上調了抗凋亡基因Bcl-2和Bcl-xl的表達，下調了促凋亡基因Bax、Caspase 3、Caspase 8和Caspase 9的表達，TUNEL熒光檢測也證實了其抑制肝細胞凋亡的作用。
3. L. Paracasei 36 改善了小鼠回腸屏障功能
組織學觀察和透射電鏡顯示，LP36預處理修復了D-GalN/LPS引起的回腸絨毛結構損傷和緊密連接破壞。同時，LP36增加了杯狀細胞數量和粘蛋白MUC2的表達，并上調了緊密連接蛋白基因Claudin1、Occludin和ZO-1的表達。
4. L. Paracasei 36 改變了小鼠腸道菌群的組成和結構
16S rRNA測序分析表明，LP36預處理顯著改變了腸道菌群結構。它增加了有益菌屬如Ligilactobacillus和Akkermansia的相對豐度，同時降低了有害菌屬如Alistipes和Parasutterella的豐度。相關性分析顯示，Lactobacillus和Akkermansia與肝損傷指標呈負相關，與抗氧化指標和IL-22呈正相關。
5. 代謝譜分析揭示了 L. paracasei 36 引起的小鼠肝臟代謝改變
非靶向代謝組學分析發現，LP36預處理逆轉了D-GalN/LPS引起的大部分代謝物變化。其中，黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD）和黃素單核苷酸（FMN）等具有肝保護作用的代謝物水平顯著升高，且與抗氧化指標呈正相關。
6. 來自 L. Paracasei 36 處理小鼠的糞菌移植（FMT）減輕了 D-GalN/LPS 誘導的小鼠急性肝損傷
為了驗證LP36的作用依賴于腸道菌群，研究人員將經LP36預處理或鹽水處理的小鼠糞便移植給抗生素清除腸道菌群的受體小鼠，再誘導ALI。結果表明，接受LP36供體糞菌移植的小鼠，其肝損傷血清指標、組織病理損傷、炎癥和凋亡均得到顯著緩解，這直接證明了LP36通過調節腸道菌群發揮肝保護作用。
7. FMT 衍生于 L. paracasei 36 給藥小鼠，激活了肝臟 Keap1-Nrf2-HO-1 通路
轉錄組學和分子生物學檢測顯示，來自LP36供體的FMT激活了肝臟中的Keap1/Nrf2（核因子E2相關因子2）信號通路，上調了下游抗氧化基因血紅素氧合酶-1（HO-1）和NAD(P)H醌氧化還原酶1（NQO1）的表達，從而增強了機體的抗氧化防御能力。
8. 轉錄組學分析揭示 L. paracasei 36 調節 NF-κB 和 MAPK 信號通路
基因集富集分析（GSEA）表明，D-GalN/LPS挑戰激活了NF-κB和MAPK信號通路，而來自LP36供體的FMT則顯著抑制了這些通路的激活。Western Blot結果進一步證實，LP36的FMT能降低Toll樣受體4（TLR4）、髓樣分化因子88（MyD88）、磷酸化NF-κB p65（p-NF-κB p65）以及磷酸化p38、JNK、ERK等MAPK通路關鍵蛋白的表達。
9. L. Paracasei 36 抑制了 D-GalN/LPS 觸發的 NLRP3 炎癥小體激活
研究還發現，D-GalN/LPS處理上調了肝臟中NLRP3炎癥小體組分（NLRP3、ASC、Caspase-1）及其下游產物IL-1β的基因和蛋白表達。而來自LP36供體的FMT有效抑制了這種激活，表明LP36還能通過抑制NLRP3炎癥小體的組裝來減輕炎癥。
研究結論與意義
綜上所述，這項研究系統闡明了益生菌Lacticaseibacillus paracasei 36緩解急性肝損傷的多重保護機制。其核心在于通過調節腸道菌群，重塑健康的微生態。一方面，它激活了肝臟內的Keap1/Nrf2/HO-1抗氧化信號軸，提升肝臟的氧化應激防御能力；另一方面，它有效抑制了由TLR4受體介導的NF-κB和MAPK兩大經典促炎信號通路的過度激活，并阻斷了NLRP3炎癥小體的活化，從而從源頭遏制了炎癥“風暴”。同時，它還通過增強腸黏膜屏障功能、調節凋亡相關蛋白表達，多管齊下地保護肝細胞。
這項研究的重要意義在于：第一，從“腸-肝軸”整體視角，為益生菌防治肝病提供了新的實驗證據和深入的作用機制解析。第二，揭示了LP36這種特定菌株的多靶點、多通路協同作用特點，其同時調控抗氧化、抗炎、抗凋亡和菌群平衡的能力，顯示出超越單一靶點藥物的潛在優勢。第三，通過嚴謹的糞菌移植實驗，確立了腸道菌群在LP36發揮功效中的必要性，增強了結論的可靠性。這些發現不僅深化了對益生菌-宿主互作的認識，也為將LP36開發成用于預防或輔助治療急性肝損傷及其他相關肝病的微生態制劑奠定了堅實的理論基礎。未來，進一步的人群臨床試驗將有助于推動這一研究成果向臨床應用轉化。
