來源：生物谷原創(chuàng) 2023-10-25 16:23
胎兒的肺部發(fā)育是在子宮內(nèi)氧張力較低的情況下進(jìn)行的，但在極度早產(chǎn)后，即使沒有經(jīng)常需要的長時間補(bǔ)充氧氣，小嬰兒尚未發(fā)育完全的肺部也會經(jīng)歷高得多的氧張力。這會對新生兒肺部的結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生眾所周知的災(zāi)難性影響
胎兒的肺部發(fā)育是在子宮內(nèi)氧張力較低的情況下進(jìn)行的，但在極度早產(chǎn)后，即使沒有經(jīng)常需要的長時間補(bǔ)充氧氣，小嬰兒尚未發(fā)育完全的肺部也會經(jīng)歷高得多的氧張力。這會對新生兒肺部的結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生眾所周知的災(zāi)難性影響，導(dǎo)致高危早產(chǎn)兒出現(xiàn)支氣管肺發(fā)育不良（bronchopulmonary dysplasia）這一嚴(yán)重的肺部疾病。
在一項(xiàng)新的研究中，來自美國阿拉巴馬大學(xué)伯明翰分校的研究人員利用一種新生小鼠模型發(fā)現(xiàn)，腸道微生物群（intestinal microbiota）的變化導(dǎo)致了這種危險的肺部損傷。發(fā)生這種變化的原因是，新生小鼠在出生后第三天到第十四天期間超生理氧暴露為 85%（正常情況下為 21%），這抑制了小腸中正常的宿主抗微生物肽（antimicrobial peptide）的表達(dá)。相關(guān)研究結(jié)果于2023年10月16日發(fā)表在Microbiome期刊上，論文標(biāo)題為“Antimicrobial peptides modulate lung injury by altering the intestinal microbiota”。
眾所周知，抗微生物肽在通過宿主防御微生物在調(diào)節(jié)腸道微生物群方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。這些由腸道細(xì)胞產(chǎn)生的抗微生物肽具有廣泛的抗菌活性，可殺死或抑制細(xì)菌、真菌和病毒的生長。
將新生小鼠暴露在超生理氧環(huán)境中會導(dǎo)致抗微生物肽減少，而這一新發(fā)現(xiàn)反過來又會改變新生小鼠腸道微生物群的組成，包括在小腸回腸末端測量到的葡萄球菌屬細(xì)菌豐度增加，而小腸回腸末端是早產(chǎn)兒最容易受到腸道微生物組介導(dǎo)的壞死性小腸結(jié)腸炎影響的地方。
值得注意的是，當(dāng)阿拉巴馬大學(xué)伯明翰分校兒科系新生兒科的Kent Willis醫(yī)學(xué)博士和Tamás Jilling博士領(lǐng)導(dǎo)的一個研究團(tuán)隊給暴露在超生理氧環(huán)境中的新生小鼠補(bǔ)充溶菌酶（lysozyme）時，增加的膳食溶菌酶有力地改變了回腸微生物組，緩解了暴露在高氧環(huán)境中后葡萄球菌的增加。溶菌酶是腸道產(chǎn)生的最常見的抗微生物肽，在母乳中的表達(dá)量也很高。
膳食溶菌酶增加的功能性結(jié)果是減少了肺部損傷，包括改善了新生小鼠暴露于高氧后的肺部結(jié)構(gòu)和功能。膳食溶菌酶還通過一種明顯的前饋機(jī)制（feed-forward mechanism）增加了回腸中多種抗微生物肽的基因表達(dá)，包括小鼠溶菌酶 Lyz1 基因的表達(dá)增加了 2.4 倍。
在高氧暴露的腸道類器官中，抗微生物肽的表達(dá)減少。圖片來自Microbiome, 2023, doi:10.1186/s40168-023-01673-0。
為了測試超生理氧是否會直接抑制腸上皮細(xì)胞產(chǎn)生抗微生物肽，哈佛醫(yī)學(xué)院波士頓兒童醫(yī)院兒科新生兒醫(yī)學(xué)部的合作者們在Amy O'Connell博士的領(lǐng)導(dǎo)下培育出腸道類器官，并將它們暴露在高氧張力（95% 氧氣）或正常氧張力（21%）環(huán)境中 24 小時。腸道類器官是一種自組織的三維結(jié)構(gòu)，由腸細(xì)胞衍生而來并在體外生長，以模擬原始腸道組織的行為。
在暴露于超生理氧后，這些腸道類器官顯示出抗微生物肽基因的抑制，這與暴露于高氧的小鼠腸道中的變化相似。
Willis說，“總之，我們描述了一個由腸道抗微生物肽表達(dá)驅(qū)動的腸道微生物群介導(dǎo)的腸道-肺部軸，它影響著高氧誘導(dǎo)的肺部損傷。這些小鼠和腸道類器官實(shí)驗(yàn)表明，抗微生物肽的表達(dá)是調(diào)節(jié)腸道微生物群和肺部損傷反應(yīng)的潛在治療靶標(biāo)。這些結(jié)果對新生兒護(hù)理中支氣管肺發(fā)育不良高風(fēng)險早產(chǎn)兒的臨床管理具有重要意義。”（生物谷 Bioon.com）
參考資料：
1. Ahmed Abdelgawad et al. Antimicrobial peptides modulate lung injury by altering the intestinal microbiota. Microbiome, 2023, doi:10.1186/s40168-023-01673-0.
2. Antimicrobial peptides modulate lung injury by altering the intestinal microbiota
https://www.uab.edu/news/research/item/13823-antimicrobial-peptides-modulate-lung-injury-by-altering-the-intestinal-microbiota
