肠道微生物群介导睡眠呼吸暂停小鼠模型血管功能障碍：益生菌的作用

背景

阻塞性睡眠呼吸暂停 (OSA)是一种以间歇性缺氧 (IH)为特征的慢性阻塞性疾病，与内皮功能障碍和冠状动脉疾病 (CAD)相关。OSA可导致肠道微生物群 (GM)多样性和组成发生重大变化，进而可能导致OSA相关疾病的出现。然而，IH诱导的GM改变对心血管系统的因果效应仍未探索。

简介

2023年1月19日，来自美国密苏里大学的Mohammad Badran及其团队在EUROPEAN RESPIRATORY JOURNAL (IF: 33.801)杂志上发表名为Gut microbiota mediate vascular dysfunction in a murine model of sleep apnea: effect of probiotics的研究[1]。

研究要点

使用一个由长期间歇性缺氧 (IH)组成的成熟的睡眠呼吸暂停小鼠模型，我们发现，在接受IH暴露小鼠粪便的幼稚小鼠中，IH的不良心血管效应可以重现，并且益生菌的联合给药显著改善了这些心血管结局。因此，益生菌可作为睡眠呼吸暂停的辅助治疗，从而潜在地减轻与睡眠呼吸暂停相关的心血管疾病。

主要结果

暴露于RA和IH并接受VSL3治疗的小鼠中接受FMT治疗的幼稚小鼠肠道微生物群组成的变化

为了评估粪便微生物群中IH相关变化之间的因果关系，我们进行了FMT实验。IH与微生物群的变化有关，与之前所见相似，并且微生物群的一些特征通过FMT成功转移。所示PCoA图 (图1A，1B)显示，使用加权和未加权UniFrac距离时，所有四组中的粪便细菌组成存在显著差异。与其他哺乳动物宿主一样，拟杆菌门和厚壁菌门是优势菌门，其中拟杆菌门以类拟杆菌目为主，厚壁菌门以梭菌目为主。与其他三个组相比，IH-FMT组细菌类群的相对丰度显示厚壁菌门的毛螺菌科和瘤胃球菌科以及拟杆菌门的普雷沃菌科和穆里巴科的丰度较高。两个独立的工具ANCOM和ALDEx2串联使用，以检测组间ASV相对丰度的差异。鉴定为组间差异丰度的ASVs包括VSL3中存在的两个分类群 (图1C)。相对于IH-FMT组，使用VSL3治疗导致乳球菌和双歧杆菌物种丰度较高，这在RA-FMT-PRO和IH-FMT-PRO组中均观察到 (图1C)。因此，使用从暴露于IHO和暴露于RA的小鼠中获得的不同粪便GM的FMT程序改变了幼稚小鼠的GM，以重述先前记录的由IH诱导的GM差异。此外，使用VSL3治疗可防止IH小鼠中由FMT诱导的细菌丰度选择性增加，以及推定有益细菌的丰度增加。

图1. 使用或不使用益生菌治疗时，IH和FMT RA之间粪便微生物菌组成的变化

VSL3治疗可减轻IH-FMT诱导的幼稚小鼠冠状动脉功能障碍

与RA-FMT相比，IH-FMT增强了对血栓烷A2类似物U46619的最大冠状动脉收缩性应答，并且通过VSL3治疗减弱了这种效应 (图3A)。与RA-FMT相比，IHFMT削弱了对ACh的冠状动脉内皮依赖性舒张应答 (图3B)。同时给予VSL3可预防IH-FMT诱发的舒张损伤。与冠状动脉相似，与RA-FMT相比，IH-FMT增加了对去氧肾上腺素的最大主动脉收缩性应答，而IH-FMT-PRO治疗的小鼠与对照组相比没有表现出显著差异。与RA-FMT小鼠相比，IH-FMT组的主动脉中内皮依赖性舒张功能也受损，VSL3联合治疗减轻了此类损伤。主动脉和冠状动脉中，所有组对一氧化氮供体硝普钠 (SNP)的内皮依赖性舒张应答相似 (图3C)。

图3. 来自IH暴露小鼠的FMT会损害幼稚小鼠的冠状动脉功能，而VSL3益生菌给药可预防这种影响

在暴露于IH的小鼠中，VSL3给药不能降低平均血压升高或冠状动脉功能障碍

在IH暴露和VSL3联合给药6周后，与RA相比，暴露于IH的小鼠中的平均BP显著升高 (图5A)。VSL3治疗使平均血压有小幅但不显著的降低。与未通过VSL3治疗减弱的RA (图5B)相比，IH暴露增强了血栓烷A2类似物U46619的最大冠状动脉收缩性应答。此外，与RA相比，在IH暴露小鼠的冠状动脉中消除了由ACh引起的内皮依赖性舒张的最大应发 (图5C)，并且未通过VSL3给药进行挽救。在所有组中，对一氧化氮供体硝普钠 (SNP)的内皮依赖性舒张应答均相似 (图5D)。

图5. 在暴露于IH的小鼠中，给药VSL3益生菌不能降低升高的血压或预防冠状动脉功能障碍

结论及展望

因此，慢性IH诱导的GM改变至少部分构成了睡眠呼吸暂停引起的典型心血管紊乱的基础，并且可通过同时给予益生菌来缓解。

原文链接

https://www.webofscience.com/wos/alldb/full-record/MEDLINE:36028255

转自：“生物医学科研之家”微信公众号

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