【摘 要】目的:利用代謝組學(xué)方法研究膿毒癥中整蛋白營養(yǎng)制劑引起的代謝紊亂,為膿毒癥的臨床治療提供了新的理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。方法:8~12周齡雄性小鼠隨機(jī)分為3組:假手術(shù)組(Sham組)、膿毒癥組(CLP組)和膿毒癥+整蛋白組(CLP+IPEN組),每組6只小鼠。CLP組采用盲腸結(jié)扎和穿刺誘導(dǎo)膿毒癥,而Sham組僅行剖腹手術(shù),未行結(jié)扎穿刺。CLP+IPEN組術(shù)后接受額外的整蛋白腸內(nèi)營養(yǎng)制劑。每天監(jiān)測體質(zhì)量變化7 d,并在建模和喂養(yǎng)3 d后采集樣本。染色觀察回腸組織病理學(xué)變化,實(shí)時(shí)熒光定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(quantitative real-time PCR)檢測不同目的基因mRNA的表達(dá)。根據(jù)特定的標(biāo)準(zhǔn),篩選整蛋白營養(yǎng)制劑治療膿毒癥的差異代謝物。結(jié)果:CLP組與CLP+IPEN組進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)有15種差異代謝物。在CLP+IPEN組中,3-甲基-1,3,5-戊三醇(dimethyl 3-hydroxy-3-methylpentane-1,5-dioate)、丙二酸(malonic acid)、苯酰胺(l-Serine,n-methoxycarbonylmethylester)等5種代謝物的含量比CLP組有所增加(Plt;0.05)。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中,3組小鼠的體質(zhì)量均逐漸減輕,其中CLP組在4 d的體質(zhì)量減輕最為明顯(Plt;0.05)。這表明,整蛋白營養(yǎng)制劑可以減輕膿毒癥小鼠的體質(zhì)量減輕。CLP+IPEN組的Chiu評分明顯低于CLP組(Plt;0.05),提示腸黏膜損傷明顯減少。CLP組和Sham組中閉合蛋白(occludin)、緊密連接蛋白1(zonulaoccludens-1,ZO-1)和結(jié)腸黏蛋白(recombinant mucin 2,MUC2)的表達(dá)均升高,提示膿毒癥導(dǎo)致腸道屏障功能受損。與CLP組相比,CLP+IPEN組中Occludin、ZO-1和MUC2的表達(dá)明顯降低(Plt;0.05)。結(jié)論:本研究通過代謝組學(xué)方法深入研究整蛋白營養(yǎng)制劑中膿毒癥引起的代謝紊亂。整蛋白腸內(nèi)營養(yǎng)制劑可以通過調(diào)節(jié)亞油酸代謝、不飽和脂肪酸生物合成、脂肪酸生物合成和細(xì)胞色素P450物質(zhì)的代謝來改善膿毒癥相關(guān)腸道損傷的代謝紊亂。此外,這些制劑在增強(qiáng)腸道屏障功能、減輕小鼠體質(zhì)量減輕和減輕腸道損傷嚴(yán)重程度方面具有潛力,從而為增強(qiáng)膿毒癥治療功效奠定了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】整蛋白型;膿毒癥;腸損傷;代謝紊亂
【中圖分類號】R151 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【收稿日期】2024-01-28
膿毒癥被定義為由機(jī)體對感染反應(yīng)失調(diào)引起的危及生命的器官功能障礙[1]。也是導(dǎo)致患者入住ICU的主要病因之一,其病死率仍居高不下[2]。膿毒癥和膿毒性休克是重大的國際公共衛(wèi)生問題;世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì),其中院內(nèi)每10萬膿毒癥患者中約有189例發(fā)生死亡[3]。它通常是由感染、休克、創(chuàng)傷、燒傷、外科手術(shù)等嚴(yán)重疾病引起的;重癥患者可發(fā)展為嚴(yán)重膿毒癥、膿毒性休克和多器官功能障礙綜合征[4]。腸道的免疫反應(yīng)和屏障功能在膿毒癥的發(fā)病機(jī)制和進(jìn)展中起重要作用[5]。眾所周知,膿毒癥會對腸黏膜造成損傷,導(dǎo)致細(xì)菌移位,并加重局部和遠(yuǎn)端器官損傷[6]。膿毒癥會嚴(yán)重破壞腸道的微生物平衡[7]。胃腸道衰竭既可能是膿毒癥的原因,也可能是膿毒癥中全身促炎反應(yīng)的結(jié)果[8]??刂颇摱景Y期間的炎癥級聯(lián)仍然是一個(gè)主要的臨床挑戰(zhàn)[9]。因此,修復(fù)受損的腸道免疫屏障功能、逆轉(zhuǎn)免疫功能障礙、改善腸道代謝紊亂在膿毒癥的預(yù)防和治療中發(fā)揮著重要作用。早期腸內(nèi)營養(yǎng)可滋養(yǎng)腸道及維護(hù)腸屏障和免疫功能,啟動時(shí)推薦整蛋白型制劑[10]。然而,整蛋白型腸內(nèi)營養(yǎng)制劑對膿毒癥誘導(dǎo)的腸損傷代謝紊亂的保護(hù)作用還需進(jìn)一步探索,因此本研究采用盲腸結(jié)扎穿刺膿毒癥小鼠模型,深入研究整蛋白營養(yǎng)制劑改善膿毒癥小鼠腸損傷代謝紊亂的機(jī)制研究。
1 材料與方法
1.1 實(shí)驗(yàn)動物。
選用雄性8~12周齡小鼠,體質(zhì)量約18~22 g,購自重慶醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動物中心。動物許可證編號:SYXK(渝)2022-0016。本研究已獲得重慶市大足區(qū)人民醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)(批件號:2021LLSC047)。
1.2 營養(yǎng)制劑與試劑
整蛋白型腸內(nèi)營養(yǎng)制劑,規(guī)格:360 g/聽(其中:100 g含462 kcal;蛋白質(zhì)18.5 g;碳水化合物56.4 g;脂肪8.2 g),進(jìn)口藥品注冊證號:H20090007。
1.3 實(shí)驗(yàn)方法
1.3.1 模型構(gòu)建及分組
選用雄性8~12周齡小鼠,飼養(yǎng)于重慶醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動物中心,在實(shí)驗(yàn)之前,將小鼠在22℃下適應(yīng)新環(huán)境7 d,自由獲取水和食物并且給予12 h光照/黑暗周期喂養(yǎng)。 按隨機(jī)數(shù)表法將小鼠分為3組,分別為膿毒癥組(CLP 組)、假手術(shù)組(Sham 組)、膿毒癥+整蛋白組(CLP+IPEN組),每組數(shù)量均為6只。CLP組:采用盲腸結(jié)扎穿孔術(shù)(cecal ligation and Puncture,CLP)復(fù)制Rittirsch 等[11]膿毒癥小鼠模型;首先將動物放在泡沫塑料墊上,取仰臥位,頭遠(yuǎn)離操作者,通過給小鼠腹腔注射10%水合氯醛(0.05 mL/10 g)進(jìn)行麻醉,用鑷子捏腳趾監(jiān)測麻醉強(qiáng)度,直到它們對針刺激沒有反應(yīng)為止。實(shí)驗(yàn)過程中所有程序均在無菌條件下進(jìn)行,體溫保持在36~38 ℃使用加熱墊進(jìn)行手術(shù)部位常規(guī)備皮、消毒,手術(shù)刀在皮膚中部做縱向切口(不穿透腹膜腔),再用小剪刀將切口延伸并進(jìn)入腹膜腔(約2 cm),識別腹部肌肉組織的中間白色筋膜,并對其進(jìn)行解剖,并進(jìn)行肌間切開及筋膜層和腹膜層的切開,使用鈍性解剖鉗定位盲腸,以使暴露;用3-0絲線結(jié)扎盲腸中部,在結(jié)扎處于盲腸遠(yuǎn)端之間18號穿刺針穿刺,穿刺后,盲腸被擠出少量糞便保證穿刺成功,然后將盲腸送回腹腔恢復(fù)到原始位置,然后腹部切口關(guān)閉。將小鼠送回籠子,在37 ℃的溫度下立即皮下注射生理鹽水(50 mL/kg)進(jìn)行液體復(fù)蘇。Sham組:只游離盲腸,不予以結(jié)扎和穿刺情況下進(jìn)行剖腹手術(shù),其余操作步驟均膿毒癥組。其中:Sham組和CLP組術(shù)后常規(guī)飲食、飲水。CLP+IPEN組:術(shù)后常規(guī)飲食處理基礎(chǔ)上額外補(bǔ)充整蛋白腸內(nèi)營養(yǎng)制劑(整蛋白型腸內(nèi)營養(yǎng)粉4 g和40 ℃溫開水100 mL)。記錄3組每日的體質(zhì)量變化,觀察7 d,另外建模后飼養(yǎng)3 d后取材。
1.3.2 取材
采用小動物氣體麻醉機(jī)結(jié)合異氟烷對小鼠進(jìn)行麻醉,5%異氟烷用于誘導(dǎo)小鼠深度麻醉,而后采用3%異氟烷用于維持麻醉狀態(tài),麻醉后開腹取回腸組織,留取形態(tài)學(xué)標(biāo)本,剩余組織剪碎后勻漿放入-80 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>
1.3.3 HE染色
取小鼠回腸組織,去除腸內(nèi)容物,將新鮮腸組織固定在4%多聚甲醛中。多聚甲醛固定回腸組織Hamp;E染色:所有切片用不同濃度的乙醇和二甲苯脫水,石蠟包埋,其組織厚度4~5 μm,切片后用蘇木精和伊紅進(jìn)行染色封片。在光學(xué)顯微鏡下觀察回腸組織病理變化,并拍照收集圖像。
1.3.4 實(shí)時(shí)熒光定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)
實(shí)時(shí)熒光定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(quantitative real-time,PCR)對目的基因閉合蛋白(occludin)、緊密連接蛋白1(zonula occludens-1,ZO-1)和結(jié)腸黏蛋白(recombinant mucin 2,MUC2)的mRNA表達(dá)水平進(jìn)行檢測。
1.3.5 RNA的提取及濃度和純度測定
從-80 ℃冰箱取出部分回30 mg腸組織,向其加入1 mL RNAisoPlus,用剪刀剪碎腸組織,再使用電動勻漿機(jī)充分進(jìn)行勻漿4次,室溫靜置5 min。然后高速離心5 min(4 ℃,12 000 r/min),吸取上清液,轉(zhuǎn)移至新的1.5 mL離心管中,并加入RNAiso Plus的1/5體積量的氯仿,震蕩混勻,溫室下靜置5 min后再次高速離心15 min(4 ℃,12 000 r/min),將上清液轉(zhuǎn)移至新的離心管中,加入1倍RNAiso Plus體積量的異丙醇后充分混勻,室溫靜置10 min,再次高速離心10 min(4 ℃,12 000 r/min)后試管底部出現(xiàn)RNA 沉淀。小心棄去上清保留沉淀物,加入與RNAiso Plus等量的75%乙醇清洗沉淀物,7 500× 4 ℃離心5 min。打開離心管蓋,室溫下干燥沉淀幾分鐘。待沉淀干燥后,加入適量0.1% 的焦碳酸二乙酯(diethyl Pyrocarbon?ate,DEPC)水溶解沉淀。再用瓊脂糖凝膠電泳(1% 瓊脂糖+溴乙錠)進(jìn)行RNA純度分析。符合要求后于-80 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>
1.3.6 逆轉(zhuǎn)錄合成cDNA
反應(yīng)液配制在冰上進(jìn)行,按試劑盒的要求進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng)得到cDNA,合成的cDNA保存于-20 ℃或更低溫度保存。
1.3.7 Q-PCR擴(kuò)增
配制反應(yīng)液時(shí),試劑請于冰上放置,避免強(qiáng)光照射。根據(jù)Q-PCR 試劑盒說明書的試驗(yàn)步驟進(jìn)行Q-PCR反應(yīng)。
1.3.8 代謝組學(xué)分析
本研究采用安捷倫GC7890B色譜儀結(jié)合MSD5977A質(zhì)譜法進(jìn)行氣相色譜-質(zhì)譜分析。ZB-1701GC毛細(xì)管柱(14%腈丙苯基,86%二甲基聚硅氧烷,20 m×180 μm×0.15 mm,飛諾美)用于代謝物分離。GC-MS入口參數(shù)設(shè)置如下:注入體積(1 μL),脈沖無分流模式(180 kPa,持續(xù)1 min)、保護(hù)芯片(溫度290 ℃)和氦氣載體流速(1 mL/min)。氣相色譜烤箱在45 ℃下啟動2 min,以9 ℃/min的速度升至180 ℃,并保持5 min;然后以40 ℃/min的速度升至220 ℃并保持5 min,以40 ℃/min 的速度繼續(xù)升溫至240 ℃,保持5 min;最終以80 ℃/min的速度升至280 ℃并保持3 min。輔助、質(zhì)譜四極桿和質(zhì)譜源的溫度分別控制在290 ℃、230 ℃和150 ℃。質(zhì)譜分析是在70 eV的電子碰撞電離下進(jìn)行的。溶劑延遲設(shè)定為5.5 min,質(zhì)量范圍為30~550 mm,掃描速度為1.562 m/s。
1.4 差異代謝物篩選和統(tǒng)計(jì)學(xué)方法
MetaboAnalyst 5.0(https://www.MetaboAnalyst.ca) 用于代謝組學(xué)研究。并將濃度數(shù)據(jù)上傳到網(wǎng)站,進(jìn)行求和歸一化處理。然后執(zhí)行l(wèi)og10轉(zhuǎn)換和自動縮放使功能更具可比性。首先應(yīng)用無監(jiān)督PCA來檢測組間的分布和分離。采用監(jiān)督偏最小二乘判別分析(partial least squares discriminant analy?sis,PLS-DA),最大限度地提高分類差別。R2和Q2用于評價(jià)PLS-DA 模型的預(yù)測精度和預(yù)測能力。基于PLS-DA 模型,通過結(jié)合使用t檢驗(yàn)的FDR和變量重要性投影(variableimPortant for the Projection,VIP)值來識別差異性代謝物。閾值設(shè)置為VIPgt;1、Plt;0.05 及FCgt;1.2 或lt;0.8。采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析:計(jì)量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示;多組間比較用單因素方差分析,兩兩比較用SNK(student-newman-keuls)法。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。
2 結(jié) 果
2.1 整蛋白腸內(nèi)營養(yǎng)制劑對小鼠的體質(zhì)量影響
在實(shí)驗(yàn)過程中小鼠體重變化如圖1所示,1 d后,3組小鼠均體質(zhì)量開始逐漸減輕,到4 d,與CLP組(21.183±1.837)相比,CLP+IPEN 組(20.867±1.331)及Sham 組(10.133±1.108)小鼠體重下降相對較少,CLP組小鼠體質(zhì)量下降最明顯(F=111.791,Plt;0.001)。
2.2 整蛋白腸內(nèi)營養(yǎng)制劑對小鼠腸上皮黏膜的影響
HE染色:CLP組顯示不同程度的腸上皮黏膜損傷,并可看出整蛋白腸內(nèi)營養(yǎng)制劑可明顯改善膿毒癥小鼠的腸道黏膜損傷,見圖2;與CLP組(4.500±0.548)相比,CLP+IPEN組(3.000±0.894)的Chiu評分明顯降低(F=39.605,Plt;0.001;表1),表明腸黏膜損傷程度明顯減輕。
2.3 整蛋白腸內(nèi)營養(yǎng)制劑對CLP組小鼠腸道屏障的影響
與Sham 組(0.384±0.033)相比,CLP 組(1.142±0.088)及CLP+IPEN組(0.601±0.154)的Occludin蛋白水平表達(dá)明顯增加;CLP+IPEN 組(0.601±0.154)比CLP 組(1.142±0.088)的Occludin 表達(dá)明顯下降(F=84.025,Plt;0.001)。與Sham組(0.664±0.311)相比,CLP組(1.367±0.573)及CLP+IPEN 組(0.251±0.061)的ZO-1 蛋白水平表達(dá)明顯增加;CLP+IPEN組(0.251±0.061)比CLP組(1.367±0.573)的ZO-1 表達(dá)明顯下降(F=13.364,Plt;0.001)。與Sham 組(0.287±0.103)相比,CLP組(5.250±1.230)及CLP+IPEN組(3.183±0.979)的MUC2 蛋白水平表達(dá)明顯增加;CLP+IPEN 組(3.183±0.979)比CLP 組(5.250±1.230)的MUC2 表達(dá)明顯下降(F=45.064,Plt;0.001)。以上結(jié)果表明:膿毒癥可導(dǎo)致腸道屏障功能出現(xiàn)不同程度的損傷,整蛋白腸內(nèi)營養(yǎng)制劑的干預(yù)有效地增強(qiáng)了膿毒癥小鼠的腸屏障功能(表1)。
2.4 PLS-DA模式識別及結(jié)果分析,差異代謝產(chǎn)物篩選
采用偏最小二乘判別分析(partial least squares discrimi?nant analysis,PLS-DA))模式識別方法,以VIPgt;1、Plt;0.05及FCgt;1.2或lt;0.8為條件篩選差異代謝物。結(jié)果顯示,與CLP組相比,CLP+IPEN組的3-甲基-1,3,5-戊三醇(dimethyl 3-hydroxy-3-methylpentane-1,5-dioate)、丙二酸(malonic acid)、苯酰胺(l-serine,n-methoxycarbonyl-methyl ester)、反式亞油酸(linolelaidic acid)、棕櫚酯(palmitelaidic acid)、順式-11,14-二十碳二烯酸(11,14-eicosadienoic acid)等15個(gè)代謝物含量改變明顯。其中3-甲基-1,3,5-戊三醇、丙二酸、苯酰胺、2,2,2-三氯乙醇(trichloroethanol)、N-([ 甲氧基羰基)甘氨酸甲酯(glycine,n-methoxycarbonyl-methyl ester)5個(gè)代謝產(chǎn)物含量增加(Plt;0.05),見表2;而正十五烷酸(pentadeca?noic acid)、順-8,11,14-二十碳三烯酸(8,11,14-eicosatri?enoic acid)、十甲基環(huán)五硅氧烷(cyclopentasiloxane,deca?methyl)、酮戊二酸單酰胺(dl-gamma-methyl ketoglutaramateisomer 2)、2-羥雌甾二醇(2-hydroxyglutaramic acid)、反式亞油酸、棕櫚酸酯、順式-11,14-二十碳二烯酸、肉豆蔻酸(my?ristic acid)、硬脂酸(stearic acid)10個(gè)代謝產(chǎn)物含量減少(Plt;0.05),見表2;其中VIP值最高的為棕櫚酯,見圖3、4。
2.5 整蛋白腸內(nèi)營養(yǎng)制劑對膿毒癥代謝通路的影響
將篩選的CLP組與實(shí)驗(yàn)組共同差異代謝物正十五烷酸、順-8,11,14-二十碳三烯酸、十甲基環(huán)五硅氧烷、酮戊二酸單酰胺、2-羥雌甾二醇、反式亞油酸、棕櫚酯、順式-11,14-二十碳二烯酸、肉豆蔻酸、硬脂酸輸入在線網(wǎng)站MetaboAna?lyst 5.0分析其參與的相關(guān)代謝通路,結(jié)果顯示,與CLP組差異代謝物共涉及4條代謝通路,為亞油酸代謝、不飽和脂肪酸的生物合成、脂肪酸的生物合成、細(xì)胞色素P450物質(zhì)代謝(impactgt;0.05),見圖5;表明整蛋白腸內(nèi)營養(yǎng)可能通過調(diào)控亞油酸代謝、不飽和脂肪酸的生物合成、脂肪酸的生物合成、細(xì)胞色素P450物質(zhì)代謝改善膿毒癥腸損傷代謝紊亂。
3 討 論
膿毒癥作為1種由感染引起機(jī)體生理、病理和生化紊亂的特異性反應(yīng),可導(dǎo)致肺、肝、腎等多器官功能障礙,并導(dǎo)致嚴(yán)重的糖代謝紊亂[12]。膿毒癥是1 種對感染引起危及生命的器官功能障礙的疾病[13]。膿毒癥引起的多器官衰竭仍然是治療有限的重癥監(jiān)護(hù)病房發(fā)病率和死亡率的主要原因[14]。腸道是膿毒癥重要的“效應(yīng)器”和“啟動器”,是膿毒癥治療的潛在靶標(biāo)[15]。胃腸道是膿毒癥期間最容易和最頻繁受損的器官[16]。當(dāng)膿毒癥發(fā)生時(shí),腸道上皮細(xì)胞和細(xì)胞間連接容易受到過度的“炎癥因子風(fēng)暴”的影響[17]。所以腸屏障功能障礙的相關(guān)的促炎機(jī)制可能是治療是多器官功能障礙綜合征及膿毒癥的重點(diǎn)所在。目前針對膿毒癥腸損傷的研究得到明顯提升。然而,由于目前膿毒癥腸損傷的具體發(fā)病機(jī)制不詳,臨床缺乏早期的診斷方法,給其治療帶來巨大困難,因此,尋找特異性較高的膿毒癥腸損傷診斷標(biāo)志物成為目前臨床醫(yī)學(xué)的研究重點(diǎn)。因此深入研究整蛋白營養(yǎng)制劑對膿毒癥小鼠腸損傷代謝紊亂的機(jī)制研究是非常必要。
膿毒癥是導(dǎo)致腸道功能障礙的器官功能損害或衰竭的重要因素[18],腸屏障功能障礙是膿毒癥進(jìn)展的誘因[19]。膿毒癥涉及1種急性異常代謝狀態(tài),體質(zhì)量增加可以提供間接的營養(yǎng)儲備,在危及生命的急性疾病中起著至關(guān)重要的作用,較高的身體質(zhì)量指數(shù)(body mass index,BMI)是ICU膿毒癥患者預(yù)后的保護(hù)因素[20]。整蛋白型腸內(nèi)營養(yǎng)劑含酪蛋白、維生素、礦物質(zhì)等,其適用于膿毒血癥患者[21]。本次試驗(yàn)結(jié)果得出第1 d后3組小鼠均體質(zhì)量開始逐漸減輕,到第4 d CLP組的小鼠體質(zhì)量下降最明顯(Plt;0.05),但仍需進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)了解后期治療是否對體質(zhì)量有明顯增重效果。
腸道提供了強(qiáng)大的黏膜屏障,黏膜形成了保護(hù)身體健康的3個(gè)基本屏障,包括物理屏障、生物化學(xué)屏障和免疫屏障[22]。其中緊密連接(tight junction,TJ)在腸黏膜屏障中起到重要作用,occludin是TJ的重要成分,膿毒癥時(shí)炎癥介質(zhì)和內(nèi)毒素相關(guān)的降鈣素原(procalcitonin,PCT)升高可能誘導(dǎo)腸黏膜細(xì)胞凋亡增加和腸上皮TJ損害[23]。在膿毒血癥模型小鼠回腸中,Occludin、ZO-1、MUC2表達(dá)均明顯增加,表明膿毒血癥可導(dǎo)致腸道屏障功能不同程度的損傷。實(shí)驗(yàn)中使用“整蛋白腸內(nèi)營養(yǎng)制劑”治療的CLP+IPEN組,其Chiu評分及Occludin、ZO-1、MUC2的表達(dá)與CLP組相比均明顯下降,提示其可改善腸道屏障功能,降低其通透性,能減輕膿毒癥腸損傷程度,認(rèn)為可能機(jī)制是整蛋白型腸內(nèi)營養(yǎng)治療能通過維護(hù)膿毒血癥在應(yīng)激狀態(tài)下的腸道黏膜屏障功能,防止腸道細(xì)菌移位的發(fā)生 從而減少內(nèi)源性感染的發(fā)生。
本研究結(jié)果表明,CLP 組與CLP+IPEN 組腸組織代謝組學(xué)存在差異,從膿毒癥小鼠中篩選出15個(gè)整蛋白營養(yǎng)治療膿毒癥的差異代謝物,其中5種代謝物明顯升高,10種代謝物明顯降低。與CLP組的差異代謝物共涉及4條代謝通路,為亞油酸代謝、不飽和脂肪酸的生物合成、脂肪酸的生物合成、細(xì)胞色素p450物質(zhì)代謝(impactgt;0.05),其中亞油酸代謝最具統(tǒng)計(jì)有意義,其次為不飽和脂肪酸的生物合成、脂肪酸的生物合成、細(xì)胞色素p450物質(zhì)代謝。本次研究結(jié)果表明亞油酸代謝在2組患者代謝途徑之間差異最明顯,亞油酸是1種雙不飽和脂肪酸,是人類營養(yǎng)中必需的脂肪酸,也是長和發(fā)育所必需的不飽和脂肪酸。亞油酸可轉(zhuǎn)化為花生四烯酸,花生四烯酸是C反應(yīng)蛋白、白細(xì)胞白介素-6等炎癥因子的前體,可以促進(jìn)炎癥因子的產(chǎn)生[24]。Kirkup SE等[25]的體外實(shí)驗(yàn)同樣發(fā)現(xiàn)亞油酸使PGE2合成。增加亞油酸會產(chǎn)生大量的白三烯和前列腺素,對炎癥不利。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出,與CLP組小鼠相比,CLP+IPEN 組的Occludin、ZO-1、MUC2 的表達(dá)明顯下降,改善腸道屏障功能,減輕腸功能損傷程度,進(jìn)一步促進(jìn)了亞油酸代謝及去飽和的過程,也提高了小鼠對亞油酸的利用率。此外,也參與了不飽和脂肪酸的生物合成、脂肪酸的生物合成、細(xì)胞色素p450物質(zhì)代謝過程??傊囼?yàn)結(jié)果表明整蛋白腸內(nèi)營養(yǎng)制劑可以通過調(diào)節(jié)亞油酸代謝、不飽和脂肪酸生物合成、脂肪酸生物合成和細(xì)胞色素p450物質(zhì)的代謝來改善膿毒癥相關(guān)腸道損傷的代謝紊亂。其亞油酸代謝最有意義。
綜上所述,本研究通過代謝組學(xué)方法深入研究了整蛋白營養(yǎng)制劑中膿毒癥引起的代謝紊亂。研究結(jié)果表明,整蛋白腸內(nèi)營養(yǎng)制劑可以通過調(diào)節(jié)亞油酸代謝、不飽和脂肪酸生物合成、脂肪酸生物合成和細(xì)胞色素p450物質(zhì)的代謝來改善膿毒癥相關(guān)腸道損傷的代謝紊亂。此外,這些制劑在增強(qiáng)腸道屏障功能、減輕小鼠體重減輕和減輕腸道損傷嚴(yán)重程度方面具有潛力,從而為增強(qiáng)膿毒癥治療功效奠定了基礎(chǔ)。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] Wei JX,Jiang HL,Chen XH. Endothelial cell metabolism in sePsis[J]. World J Emerg Med,2023,14(1):10-16.
[2] 孫嘯宇,陸宗慶,張 金,等.《 拯救膿毒癥運(yùn)動:膿毒癥與膿毒性休克治療國際指南(2021)》摘譯與解讀[J]. 中國中西醫(yī)結(jié)合急救雜志,2021,28(6):645-652.
Sun XY,Lu ZQ,Zhang J,et al. InterPretation of Surviving SePsis Cam?Paign:international guidelines for management of sePsis and sePticshock 2021[J]. Chin J Integr Tradit West Med Intensive Crit Care,2021,28(6):645-652.
[3] Fleischmann-Struzek C,Mellhammar L,Rose N,et al. Incidenceand mortality of hosPital- and ICU-treated sePsis:results from an uP?dated and exPanded systematic review and meta-analysis[J]. IntensiveCare Med,2020,46(8):1552-1562.
[4] Yao LN,Zhang L,Zhou CJ. Analysis of Prognostic risk factors ofsePsis Patients in intensive care unit based on data analysis[J]. JHealthc Eng,2022,2022:3746640.
[5] Wang GL,Ma FF,Xie KM,et al. Liensinine alleviates mouse intes?tinal injury induced by sePsis through inhibition of oxidative stress,in?flammation,and cell aPoPtosis[J]. Int ImmunoPharmacol,2024,127:111335.
[6] Tian WZ,Yue Q,F(xiàn)ei W,et al. PE( 0:0/14:0),an endogenous me?tabolite of the gut microbiota,exerts Protective effects against sePsisinducedintestinal injury by modulating the AHR/CYP1A1 Pathway[J].Clin Sci,2023,137(22):1753-1769.
[7] Zhao J,Pan X,Hao D,et al. Causal associations of gut microbiotaand metabolites on sePsis:a two-samPle Mendelian randomization study[J]. Front Immunol,2023,14:1190230.
[8] Tyszko M,Lemańska-Perek A,?miechowicz J,et al. Citrulline,in?testinal fatty acid-binding Protein and the acute gastrointestinal injuryscore as Predictors of gastrointestinal failure in Patients with sePsis andsePtic shock[J]. Nutrients,2023,15(9):2100.
[9] Lubbers T,de Haan JJ,Hadfoune M,et al. LiPid-enriched enteralnutrition controls the inflammatory resPonse in murine Gram-negativesePsis[J]. Crit Care Med,2010,38(10):1996-2002.
[10] 劉承宇,陳麗如,朱明煒. 重癥患者早期腸內(nèi)營養(yǎng)的研究進(jìn)展[J]. 中華臨床營養(yǎng)雜志,2022,30(3):161-166.
Liu CY,Chen LR,Zhu MW. Research Progress on early enteral nutri?tion in critically ill Patients[J]. Chin J Clin Nutr,2022,30(3):161-166.
[11] Rittirsch D,Huber-Lang MS,F(xiàn)lierl MA,et al. Immunodesign ofexPerimental sePsis by cecal ligation and Puncture[J]. Nat Protoc,2009,4(1):31-36.
[12] 王龍海. 百里醌通過激活SIRT1/STAT3通路對膿毒癥所致大鼠肝損傷和糖代謝紊亂的保護(hù)作用[J]. 重慶醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào),2021,46(12):1473-1478.
Wang LH. Protective effects of thymoquinone on sePsis-induced liverinjury and glucose metabolism disorder in rats by activating SIRT1/STAT3 Pathway[J]. J Chongqing Med Univ,2021,46(12):1473-1478.
[13] Madushani RWMA,Patel V,Loftus T,et al. Early biomarker sig?natures in surgical sePsis[J]. J Surg Res,2022,277:372-383.
[14] Cao T,Ni R,Ding WM,et al. Nicotinamide mononucleotide as atheraPeutic agent to alleviate multi-organ failure in sePsis[J]. J TranslMed,2023,21(1):883.
[15] Quan RZ,Chen CY,Yan W,et al. BAFF blockade attenuates in?flammatory resPonses and intestinal barrier dysfunction in a murine en?dotoxemia model[J]. Front Immunol,2020,11:570920.
[16] Xu H,You J,He WQ,et al. Dynamic changes in the migratory mi?crobial components of colon tissue during different periods of sepsis inan LPS-induced rat model[J]. Front Cell Infect Microbiol,2023,13:1330087.
[17] Song WY,Huang J,Li Y,et al. The role of TLR4/MyD88/NF-κBin the Protective effect of ulinastatin on the intestinal mucosal barrier inmice with sePsis[J]. BMC Anesthesiol,2023,23(1):414.
[18] Hua ZJ,Wang YQ,Chen WP,et al. Emodin protects against intes?tinal dysfunction and enhances survival in rat model of septic peritonitisthrough anti-inflammatory actions[J]. Immun Inflamm Dis,2023,11(8): e942.
[19] Xie SH,Yang T,Wang ZF,et al. Astragaloside IV attenuatessePsis-induced intestinal barrier dysfunction via suPPressing RhoA/NLRP3 inflammasome signaling[J]. Int ImmunoPharmacol,2020,78:106066.
[20] 王丹妮,華黎電,潘志國,等. 體重指數(shù)對膿毒癥患者預(yù)后的影響:基于大型臨床數(shù)據(jù)庫MIMIC-Ⅲ的回顧性分析[J]. 解放軍醫(yī)學(xué)雜志,2021,46(2):129-135.
Wang DN,Hua LD,Pan ZG,et al. The imPact of body mass index onthe Prognosis in sePsis Patients:a retrosPective analysis on account ofthe large clinical database MIMIC-Ⅲ[J]. Med J Chin PeoPle’s Libera?tion Army,2021,46(2):129-135.
[21] 呂艷超,李興華,劉 穎. 益生菌聯(lián)合整蛋白型腸內(nèi)營養(yǎng)輔助治療膿毒血癥的療效及對腸道和免疫功能的影響[J]. 中國現(xiàn)代醫(yī)學(xué)雜志,2020,30(24):61-65.
Lü YC,Li XH,Liu Y. Effect of Probiotics combined with enteral nutri?tion with a nonelemental diet on sePsis and intestinal and immune func?tion[J]. China J Mod Med,2020,30(24):61-65.
[22] Duan YT,Huang JJ,Sun MJ,et al. Poria cocos Polysaccharide im?Proves intestinal barrier function and maintains intestinal homeostasisin mice[J]. Int J Biol Macromol,2023,249:125953.
[23] 劉慧恒,王雋笙,林錦洲,等. 降鈣素原通過影響磷酸化蛋白激酶Cα、閉合蛋白表達(dá)損害膿毒癥大鼠腸黏膜屏障功能[J]. 創(chuàng)傷與急診電子雜志,2023,11(1):1-9.
Liu HH,Wang JS,Lin JZ,et al. Procalcitonin imPairs intestinal muco?sal barrier by decreasing occludin exPression via activation of P-PKCαin sePtic rats[J]. J Trauma Emerg Electron Version,2023,11(1):1-9.
[24] 劉 莉,謝 勝,劉禮劍,等. 胃食管反流病患者血漿代謝組學(xué)研究及臨床觀察[J]. 廣西大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2022,47(1):254-261.
Liu L,Xie S,Liu LJ,et al. Plasma metabolomics study and clinical ob?servation in Patients with gastroesoPhageal reflux disease[J]. J GuangxiUniv Nat Sci Ed,2022,47(1):254-261.
[25] KirkuP SE,Cheng Z,Elmes M,et al. Polyunsaturated fatty acidsmodulate Prostaglandin synthesis by ovine amnion cells in vitro[J]. Re?Production,2010,140(6):943-951.
(責(zé)任編輯:周一青)
基金項(xiàng)目:重慶市科衛(wèi)聯(lián)合醫(yī)學(xué)科研資助項(xiàng)目(編號:2022MSXM020),重慶市大足區(qū)科技發(fā)展資助項(xiàng)目(編號:DZKJ2023JSYJKWXM1014)。
重慶醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)2024年4期