导读

喂食的血红素可作为生长因子，被具有“血红素吸收系统”的结肠细菌所利用，进而改变菌群结构。血红素对肠道菌群产生的这种影响，尤其与慢性炎症相关。例如，血红素可引起炎症性肠病（IBD）患者严重的肠道微生态失调。

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文献ID

题目：Dietaryhemeinducesgutdysbiosis,worsenscolitisandpotentiatesthedevelopmentofadenomasinmice

译名：饮食中的血红素可引起肠道失调，恶化小鼠结肠炎并增强腺瘤发育

期刊：FrontiersinMicrobiologyIF=4.

发表时间：-09-21

通讯作者：ManuelaM.Santos

通讯单位：蒙特利尔大学医学中心

材料与方法

实验设计

研究群体：C57BL/6雌性小鼠。

饮食方式：

正常喂食（CD）--50ppm铁元素（硫酸亚铁形式补给）；

血红素喂食（Heme）--50ppm铁元素（血红素形式补给）。

实验处理：

喂食或腹腔注射血红素，并用DSS诱导

小鼠采用2种喂食方式一周后，开始接受DSS（dextransodiumsulfate，右旋糖酐硫酸酯钠，可引发严重的结肠炎）处理；腹腔注射血红素则是在小鼠接受DSS前2天进行的。

AOM/DSS诱导

小鼠使用2种喂食方式两周后，开始注射AOM（azoxymethane，氧化偶氮甲烷，致肠癌剂）。注射AOM三天后，接受3轮为期5天的DSS喂食，每轮结束后14天恢复期。

测序区域及平台

16SrDNAV3-V4区，IlluminaMiSeq，PE

研究成果

1、血红素喂食引起和DSS诱导的结肠炎小鼠一样的肠道菌群失调

由图1发现：

①Heme小鼠和DSS诱导的结肠炎小鼠一样，粪便中血红素水平显著增高（图1A）；

②CD小鼠和Heme小鼠肠道菌群组成明显不同（图1B）；

③DSS诱导结肠炎小鼠的肠道微生物多样性显著性降低（图1C）；

④虽弱于DSS诱导结肠炎小鼠（图1C），Heme小鼠肠道菌群α-多样性也明显降低；

⑤DSS诱导的结肠炎小鼠和Heme小鼠肠道中的变形菌门都增加，厚壁菌门和拟杆菌门则降低（图1D）。

图1.血红素喂食引起和DSS处理小鼠一样的肠道生态失调

CD：正常喂食小鼠；Heme：血红素喂食小鼠；CDDSS：正常喂食同时喂食DSS小鼠。

a.粪便血红素水平；b.PCoA；c.ShannonandChao1指数；d.差异微生物丰度分析；

2、血红素喂食加重DSS诱导的结肠炎并促进腺瘤形成

血红素喂食小鼠接受DSS处理后，体重较正常喂食小鼠明显降低（图2A），肠道中炎症反应增强（图2B）、组织损伤加重（图2C），炎症标志物lipocalin2（Lcn2）水平上升（图2D），interleukin-6（Il-6）上升（图2E）。与这些变化相伴而生的是肠杆菌科物种丰度显著升高（图2F）。

腹腔注射血红素小鼠结肠炎症较弱，主要表现在体重较高（图2A）、Lcn2水平较低（图2D）、肠杆菌科丰度降低（图2F），且炎症反应（图2B）和组织损伤（图2C）没有变化。通过宏观观察（图2H）和组织分析（图2I），可以看出血红素喂食小鼠结肠大肿瘤数量显著升高（图2G）。

图2.血红素喂食对DSS诱导的结肠炎产生不利影响，促进腺瘤形成

A-F.严重结肠炎：所有小鼠均喂食DSS，小鼠CD喂食和Heme喂食，CD喂食小鼠腹腔注射Heme或PBS。

A.体重变化；B.炎症等级；C.组织损伤等级；D.Lcn2mRNA水平；E.Il-6mRNA水平；F.肠杆菌科相对丰度；G–I.肿瘤形成；G.每只老鼠小肿瘤和大肿瘤数量；H.结肠宏观观察；I.结肠组织学观察

研究结论

1、喂食血红素的小鼠肠道菌群显著改变，α多样性降低，厚壁菌门减少而变形菌门（特别是肠杆菌科）增加；

2、血红素喂食小鼠的菌群变化与DSS诱导的小鼠结肠炎中发生的改变类似；

3、喂食而非腹腔内注射的血红素可恶化DSS诱导的结肠炎，并促进结直肠癌小鼠模型中的腺瘤形成；

亮点

本研究揭示了喂食血红素对肠道菌群及炎症的负面影响，也间接提示了红肉摄入的潜在风险。

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供稿：李亚丽

编辑：王霞

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