细菌感染是畜禽集约化饲养中的一大难以解决的问题。耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)引起的肺部感染死亡率较高,严重影响畜禽产品品质。近年来,随着人们对肠道菌群的深入研究,肠道菌群介导肺部疾病的作用逐渐被揭示,有益微生物和小分子代谢物介导的“肠-肺轴”的分子机制细节逐渐引起关注。然而,仍然需要进一步的研究来确定基于微生物的干预措施的有效性。
本研究表明,在MRSA感染小鼠的肺部和肠道微生物群中,丁酸产生菌unclassified_f__Lachnospiraceae的丰度显著降低,肠道和血清中丁酸水平显著降低,并且丁酸含量与肺部炎性因子浓度呈显著负相关。进一步的肠道丁酸盐(NaB)干预可显著减少细菌在肺部的定植,抑制肺组织促炎细胞因子的表达,并改善MRSA肺炎小鼠的肺组织形态。高通量16S rDNA测序结果表明,NaB通过大幅降低MRSA诱导的肠道中潜在致病菌的丰度,提高肺部与细胞活力相关菌群的丰度,重塑肠道和肺部微生物群。此外,NaB处理可提高肠道和循环丁酸盐水平。在机制上,NaB通过减少组蛋白去乙酰化酶3(HDAC3)与STAT1的结合,促进STAT1乙酰化,抑制二聚体STAT1磷酸化,从而促进肺泡巨噬细胞向M2表型的极化。
研究从肠-肺轴的角度为MRSA肺炎的发病机制提供了新的视角,结论支持了通过丁酸这一肠道干预可预防耐药菌引起的肺部炎症。
该研究受到了国家重点研发项目计划(2022YFF1001000)、陕西省重点研发计划(2023-YBSF-138)、陕西省杰出青年学者科学基金(2022JC-11)等项目支持。
原文链接:https://doi.org/10.1128/mbio.01987-23
2023年10月16日
来源:西北农林大学