行业动态

人源粪便样本，小鼠模型

宏基因组，靶向代谢组

1.CSU患者微生物多样性降低

作者收集了CSU 患者和26名年龄与性别匹配的健康对照者的新鲜粪便样本，进行宏基因组检测，此外采集了29名CSU患者和38名健康对照的血浆样本进行代谢组学检测，16名CSU患者和16名年龄与性别匹配的健康对照者的血浆样本，用于检测 LPS。结果显示，与健康对照相比，CSU患者的肠道菌群构造明显不同，α-多样性显著下降（图1a）。其次，CSU患者的SCFA生产者含量明显较低, 血液中SCFAs的水平也有一样的趋势（图1b-d）。CSU中，低水平的己酸盐和SCFA 产生菌与机会性病原体的升高有关（图1e）。

图1 CSU患者的肠道菌群构造被改变

2.CSU患者的微生物组中显示出高水平的机会性致病菌

数据分析结果中，HC组的主要枢纽物种都是SCFA生产者，CSU中的所有关键枢纽菌种都是机会性病原体。通过ROC分析结果，肠道中的肺炎克雷伯菌水平可在诊断上区分CSU 和 HC，并与 CSU 的疾病活动相关（图1f），整体来看，CSU患者感染了更多损害肠壁完整性的机会性病原体，LPS 的主要生产者，LPS生物合成途径也显著上调，与产生SCFA的细菌呈负相关，与机会致病菌正相关（图1g-i）。

3.CSU患者的皮肤炎症、肠道通透性和血LPS水平增加

接下来，作者评估了CSU肠道微生物组对MC驱动的皮肤炎症反应的影响，通过粪菌移植实验（FMT）将CSU患者和HC的微生物组转移到小鼠体内（图2a）。CSU FMT显著增加了受体小鼠的被动皮肤过敏性休克（PCA）反应, 血管通透性和MC脱颗粒明显增加，皮肤组织中MC的比率也显著增加（图2b-e）。

WB结果表明，CSU FMT下调了屏障功能标记物的 mRNA 表达和蛋白水平，上调了炎症因子的转录水平，皮肤或血浆中IL4、IL13和组胺的水平以及血浆中 LPS 的水平（图2f-k）。

图2 CSU患者的皮肤炎症、肠道通透性和血液LPS水平增高

4.皮肤炎症分别被SCFAs和LPS下调或上调

通过RT-PCR验证发现，移植了SCFA生产菌的小鼠明显增加了肠道中SCFA的水平，并改善了PCA反应，包括血管通透性，MCs 脱颗粒，皮肤组织中 MCs 的数量和皮肤/血浆 IL4、IL13 和组胺水平（图3a-i）。此外，己酸盐还能抑制IgE介导的体外MCs激活和细胞移动，口服己酸盐能显著抑制IgE介导的体内MCs激活（图4a-f）。

图3 Roseburia hominis可减轻肥大细胞驱动的皮肤炎症

图4 SCFA可减轻MC驱动的皮肤炎症和肥大细胞功能

相反，将肺炎克雷伯氏菌转移到小鼠肠道可增加受体小鼠的PCA反应并提高血液中的LPS水平（图5a-e），LPS在体外促进了IgE诱导的活化（图5f），在体内增加了PCA炎症反应（图5g-j）。

图5 肺炎克雷伯菌和LPS会加剧肥大细胞驱动的皮肤炎症

为了进一步评估LPS促进MC活化的机制，作者使用了缺乏关键LPS受体TLR4的Tlr4-/-小鼠（图6a）。与WT小鼠相比，缺陷小鼠的LPS处理并不增加PCA诱导的血管通透性（图6b）、MC活化（图6c-d）以及皮肤或血浆中IL4、IL13和组胺的上调（图6e-g）。此外，与来自Tlr4+/+小鼠的 MCs 相比，来自Tlr4-/-小鼠的 MCs在经LPS和IgE介导的活化培养后显示出较低的活化水平和细胞流动性（图6h）。

图6 TLR4 在 LPS 加剧的肥大细胞驱动的皮肤炎症中起重要作用

最后，作者用头孢哌酮/舒巴坦（CPZ/SBT）处理KPN移植小鼠，它能根除肺炎克雷伯氏菌，明显降低PCA反应和血浆LPS水平，并改变了几种不同细菌的相对丰度（图 7a-e）。

 在这项研究中，作者发现CSU 伴随着重要的、与临床相关的肠道微生物组变化，包括较低水平的 SCFA 产气菌和较高水平的LPS生产菌。这些肠道微生物组的变化分别降低和提高了SCFA和LPS的水平，从而促进了MC依赖性皮肤炎症，并可能导致CSU患者体征和症状的发展。

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排版：野凌

审核：三黍生物市场部