肠道细菌乳酸盐刺激肺上皮线粒体,并加剧急性肺损伤

科学领域:

• 微生物学 微生物学
• 肺部医学 肺部医学
• 线粒体生物学 线粒体生物学

背景情况:

• 急性呼吸困扰综合征 (ARDS) 是一种严重的疾病,其特征是肺上皮损伤和液体积累.
• 虽然肺损伤是已知的,但来自其他器官的微生物,特别是肠道,对ARDS病变的影响尚不清楚.
• 随着COVID-19的流行,人们需要了解ARDS的病因,包括潜在的非肺微生物贡献.

研究的目的:

• 在ARDS的背景下,研究肠道细菌及其代谢物对肺细胞呼吸的影响.
• 为了确定特定的肠道细菌和代谢物,这些代谢物会影响肺上皮细胞中的线粒体功能.
• 探索肠道微生物代谢物与患者ARDS严重程度之间的关联.

主要方法:

• 利用了基因生物小鼠,细胞培养实验和ARDS患者的代谢学数据再分析.
• 评估了与肠道微生物群或特定细菌物种结合的无菌小鼠的肺线粒体基因表达和线粒体膜潜力.
• 采用基因组测序和质谱测量来识别细菌代谢物,特别是由Bifidobacterium adolescentis产生的L-乳酸盐.
• 在早期评估脏和肺损伤 (EARLI) 队列中,与疾病严重程度相关的血清乳酸水平.

主要成果:

• 肠道微生物群的殖民增加了小鼠的肺线粒体基因表达.
• 单独的Bifidobacterium adolescentis足以增加肺上皮细胞中的线粒体膜潜力.
• B. adolescentis产生L-乳酸盐,这直接增强了肺上皮细胞中的线粒体活动.
• 血清乳酸水平与患者的ARDS疾病严重程度有显著的关联.

结论:

• 肠道细菌代谢物,如L-乳酸盐,可以远程影响肺细胞呼吸和线粒体功能.
• 这项研究确定了一种特定的肠道细菌 (B. adolescentis) 和其代谢物 (L-乳酸盐) 作为ARDS的潜在机械联系.
• 这些发现强调了考虑肠道微生物组在ARDS病因学中的作用的重要性,并表明了疾病严重程度的潜在生物标志物.