埃默里大學(xué)(Emory University)研究人員的一項研究顯示，一種廣泛使用的益生菌能夠刺激小鼠骨骼的形成，可能是預(yù)防或治療人類骨質(zhì)疏松癥的一種新方法。研究羅伯托Pacifici博士和他的同事們發(fā)現(xiàn),在年輕、健康的雌性老鼠,治療使用Latobacillus喂食GG (LGG)促使其他腸道細(xì)菌產(chǎn)生短鏈脂肪酸(SCFA)丁酸,觸發(fā)的擴(kuò)張和激活T細(xì)胞在骨髓中,并最終刺激Wnt信號在成骨細(xì)胞和骨的形成。

Pacifici博士說:“我們對腸道微生物群在調(diào)節(jié)骨骼方面的能力和益生菌作用機(jī)制的復(fù)雜性感到驚訝。”“一般來說，人們對腸道細(xì)菌調(diào)節(jié)遠(yuǎn)端器官功能的概念很感興趣。”這是如何發(fā)生的還不得而知。我們描述了一種詳細(xì)的機(jī)制，益生菌引起的腸道微生物組組成的變化會影響一個遙遠(yuǎn)的系統(tǒng)，比如骨骼。

該小組的研究發(fā)表在《免疫》雜志上，在一篇題為《微生物代謝產(chǎn)物丁酸鹽通過T調(diào)節(jié)細(xì)胞介導(dǎo)的WNT10B表達(dá)來刺激骨形成》的論文中。

作者寫道，骨質(zhì)疏松癥導(dǎo)致的骨折會產(chǎn)生嚴(yán)重后果，髖關(guān)節(jié)骨折并發(fā)癥導(dǎo)致受傷后第一年死亡率高達(dá)24-30%，永久性殘疾的死亡率高達(dá)50%。然而，用于治療骨質(zhì)疏松癥的現(xiàn)有藥物的成本和副作用意味著，大多數(shù)病例要么治療欠佳，要么仍未得到治療。

益生菌營養(yǎng)補(bǔ)充是一種替代的潛在策略，小規(guī)模的人體研究已經(jīng)報道了使用益生菌補(bǔ)充骨質(zhì)疏松癥患者飲食的積極結(jié)果。盡管有這些小的研究，然而，還沒有真正了解益生菌是否可以改善出生后骨骼發(fā)育。

Pacifici博士評論說:“因為它們在骨骼中的作用機(jī)制尚不清楚，所以它們被認(rèn)為是一種另類的、深奧的、未經(jīng)證實的治療方法。”“我們的目標(biāo)是確定益生菌的生物作用機(jī)制，一個對傳統(tǒng)科學(xué)家有意義的機(jī)制，希望這將使益生菌成為主流療法。”

該小組之前的研究表明，補(bǔ)充LGG可以防止小鼠的骨吸收和骨丟失，在某些情況下，還可以促進(jìn)骨形成，增加骨體積。乳酸菌是被認(rèn)為具有益生作用的最常見的細(xì)菌之一。獨(dú)立研究還單獨(dú)指出，LGG促進(jìn)了產(chǎn)生短鏈脂肪酸丁酸酯(SCFA)的不同類型腸道細(xì)菌的擴(kuò)張。SCFAs被認(rèn)為支持外周調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(treg)的發(fā)育，而有研究報道treg在刺激骨形成中發(fā)揮作用。

在最新的研究中，埃默里大學(xué)(Emory University)的研究人員調(diào)查了使用LGG補(bǔ)充飲食對年輕健康雌性小鼠骨內(nèi)穩(wěn)態(tài)的影響。他們發(fā)現(xiàn)，在動物的正常飲食中添加口服益生菌會導(dǎo)致腸道和血清丁酸鹽水平的增加，以及骨骼形成的增加。在這些健康的動物中，LGG的補(bǔ)充可以刺激其他產(chǎn)生丁酸鹽的腸道細(xì)菌的生長，包括梭菌，梭菌被認(rèn)為是“腸道中丁酸鹽的中心發(fā)生器”，作者說。丁酸鹽本身對骨形成也有同樣的影響。雖然丁酸鹽治療也會導(dǎo)致無菌環(huán)境下飼養(yǎng)的小鼠骨量增加，因此沒有完整的微生物組，但LGG補(bǔ)充在這些動物中是無效的。這支持了益生菌通過腸道內(nèi)其他微生物的代謝活動發(fā)揮作用的觀點(diǎn)。作者評論說:“這些發(fā)現(xiàn)表明lgg誘導(dǎo)骨合成代謝的關(guān)鍵機(jī)制是通過間接增加小腸中丁酸鹽的產(chǎn)生。”

在實驗小鼠模型和培養(yǎng)細(xì)胞中進(jìn)行的進(jìn)一步研究表明，補(bǔ)充LGG或丁酸鹽可誘導(dǎo)treg在腸道和骨髓中的擴(kuò)張。Treg的擴(kuò)增刺激骨髓CD8+ T細(xì)胞增加Wnt配體Wnt10b的分泌，進(jìn)而激活成骨細(xì)胞中的Wnt信號，促進(jìn)骨形成。LGG或丁酸鹽的促骨作用可以通過特異性阻斷Treg擴(kuò)張的抗體來抑制。

“關(guān)于益生菌的爭議是:它們真的有效嗎?哪種益生菌最好?”Pacifici博士繼續(xù)說。“我們證明它們在骨骼中確實有效。哪一個是最好的還不知道。然而，新出現(xiàn)的概念是，一劑益生菌中細(xì)菌的數(shù)量可能與所使用的益生菌的種類同樣重要，甚至更重要。對益生菌的反應(yīng)可能受到小鼠品系、性別和年齡的影響。

作者承認(rèn)，LGG對人類骨量的潛在益處需要通過臨床試驗來驗證。Pacifici博士說:“如果這項研究成功，將證實丁酸鹽或益生菌作為一種新穎、安全、廉價的治療手段，可以優(yōu)化年輕人的骨骼發(fā)育，并預(yù)防老年人的骨質(zhì)疏松癥。”研究小組認(rèn)為，使用膳食補(bǔ)充劑來增加Treg細(xì)胞的數(shù)量，除了對骨骼疾病有臨床益處外，還可能“……通過營養(yǎng)補(bǔ)充來增加Treg細(xì)胞的數(shù)量，可能是一種增加骨量、預(yù)防骨質(zhì)疏松癥的治療方式，”他們寫道。“此外，使用益生菌或丁酸鹽來增加Treg細(xì)胞的數(shù)量可能會得到更廣泛的應(yīng)用，比如在移植醫(yī)學(xué)或炎癥和自身免疫條件的治療中。”