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Cell子刊:喝可乐吃薯片也会烂醉如泥?为啥滴酒不沾也会醉!

Cell子刊:喝可乐吃薯片也会烂醉如泥?为啥滴酒不沾也会醉!

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Science报道过一个奇怪的病例:一名不喝酒的中国男子喝完可乐出现醉酒现象,食用完高碳水或高糖的食物后他甚至会醉昏过去。为何该类人群摄入糖分后会被转化为酒精?

最近,一个中国研究团队发现:一种细菌的某些菌株会产生大量的酒精,哪怕这种细菌的携带者滴酒不沾,也会出现醉酒症状。


该研究发表在《Cell Metabolism》上,题目为Fatty Liver Disease Caused by High-Alcohol-Producing Klebsiella pneumoniae。研究人员还将非酒精性脂肪肝病(NAFLD)与肠道细菌联系了起来,结果发现这些肠道细菌在60%以上的NAFLD患者体内产生了大量酒精。



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实验思路
研究人员建立小鼠模型,通过口腔管饲将 HiAlc Kpn的临床分离株转移到小鼠体内,诱导了NAFLD。同样,使用含有 HiAlc Kpn 菌株的微生物菌群,将粪便微生物菌群移植(FMT)移植到小鼠中,该菌群是从NASH诱导的NAFLD个体中分离出来的。


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实验结果

1.人体内存在肺炎克雷伯菌的高产酒精菌株,且HiAlc Kpn与NAFLD相关。

使用含有10%酒精的YPD选择性培养基,分离出两株耐酒精的肺炎克雷伯菌(W14和Th1),在有氧及厌氧条件下产生的酒精量最多。这些菌株被命名为 HiAlc Kpn,根据基因序列分析其具有低毒力,表现为生长速度快。


体外培养实验表明,HiAlc Kpn菌株的产醇能力与碳源和空气条件密切相关。



在NAFLD组,包括NAFL组和NASH组,Kpn的产酒能力均高于对照组。随着培养基中酒精浓度的增加,与对照组相比,在NAFLD患者中发现了更多且更强酒精生产能力的细菌克隆体,包括Kpn菌株。


研究数据显示61%的NAFLD患者携带 HiAlc和中度产酒的MedAlc Kpn(即产酒浓度 ≥ 20 mmol / L),而对照组仅为 6.25%。对已分离出HiAlc或MedAlc Kpn 菌株的32例NASH患者采集减肥前的粪便样本,发现在6/21粪便样本中未检测到Kpn株;与减肥前相比,NASH粪便菌群的产酒能力显着降低。


综上所述,NAFLD患者的粪便菌群中HiAlc或 MedAlc Kpn 的存在和含量随着患者临床状况的改善而降低,表明HiAlc Kpn 与NAFLD有很强的联系。



2.HiAlc Kpn可以导致小鼠NAFLD
选用无特异性致病菌(SPF)小鼠,分别饲喂HiAlc kpn、乙醇(EtOH)或YPD培养基(双喂)4、6和8周。在所有组中,小鼠的体重或肝脏的质量比均无显着差异。组织学染色显示,与成对喂养的小鼠的肝脏外观相比,HiAlc Kpn和EtOH喂养的小鼠的肝脏有明显的微脂肪变性和大脂肪变性。


与配对喂养的小鼠相比,HiAlc-Kpn 和乙醇喂养的小鼠血清中的天冬氨酸转氨酶(AST)和丙氨酸转氨酶(ALT)的水平显着升高,甘油三酸酯 (TGs )和硫代巴比妥酸反应性物质的水平升高 (TBARS)在肝脏中的分布,这进一步表明小鼠肝脏中存在动态病理生理变化。此外,经灌胃后,中性粒细胞及炎症灶的数目亦显著增加;DAO和D-LA水平显着增加。这些结果表明,Hialc-kpn诱导的小鼠发生了肝性脂肪变性。


3.HiAlc Kpn诱导线粒体功能障碍
采用W14或Th1细胞培养上清处理HepG 2肝癌细胞,结果与阴性对照组相比,细胞内TGS含量及ɤ-GT在介质中的暴露显著增加,HiAlc Kpn具有在体外诱导HepG2细胞典型的脂肪变性的形态变化的能力。


进一步检查脂肪变性 HepG2细胞的线粒体异常,包括由HiAlc Kpn W14和Th1细胞的上清液诱导的线粒体完整性,线粒体 GTPases(MFN-1,DRP-1和FIS-1),脂质过氧化,ATP水平和线粒体DNA损伤等,结果发现,HiAlc Kpn可通过诱导线粒体损伤来诱导HepG2细胞中的脂肪变性。


4.HiAlc Kpn是NAFLD的主要致病因子

在模型中使用了无菌小鼠,以排除其他共生肠道菌群的潜在影响。结果显示,小鼠在8周时有高水平的HiAlc Kpn 定植。组织学染色显示出明显的肝脂肪变性,表明共生的HiAlc Kpn可以通过产生内源性酒精来引发 FLD(脂肪性肝病)。


同样,细菌喂养组的AST和 ALT,TG,TBARS以及其他临床指标也显着增加,这进一步表明了 HiAlc Kpn可能是导致FLD进展的重要关键细菌。



在这项研究中使用的所有分离的Kpn菌株均具有多重耐药性,对亚胺培南敏感。根据ABS / NASH患者肠道菌群对亚胺培南的敏感性,亚胺培南治疗1周能够缓解因喂养 HiAlc Kpn(4周)和 MedAlc Kpn(12周)小鼠而引起的病理变化。


这进一步表明,抗生素治疗可能是 HiAlc Kpn诱导的NAFLD患者的替代疗法之一。



5.不同酒精生产能力的Kpns诱导小鼠NAFLD的进展

研究人员还选择了从NAFLD患者和健康对照中分离出的其他几种具有 K30 抗原的Kpn菌株(F0037;F0029和F0039;H0018,分别具有高,中和低度酒精生产能力)。


首先,以相同的浓度和时间点比较所有这些Kpn菌株以及Kpn ATCC BAA-2146(对照组)和大肠杆菌对小鼠的作用,与从W14 / Th1获得的结果相似,在喂入高、中度酒精组中,小鼠分别在在第4、12周发生了肝脂肪变性。但是,在整个实验中,LowAlc组(对照组)没有这种变化。



6.具有HiAlc Kpn与HFD加剧了FLD进程

HFD是导致肥胖,NAFLD的重要且可调节的因素。研究人员给小鼠喂食HFD和HiAlc Kpn,各组小鼠的体重或肝体重比均无显着差异,但在第2周时发生了肝脂肪变性,而在第4,6周时观察到大脂肪变性和浸润性中性粒细胞,在第8周观察到明显的脂肪性肝炎和纤维化。


与以HFD喂养的成对喂养小鼠相比,HiAlc Kpn或EtOH喂养的小鼠的AST,ALT,TG,TBARS,嗜中性粒细胞,炎症,DAO,D-LA,角蛋白表达和蛋白质硝化水平更高,血清或肝脏中HNE加合物的倍数变化较大,这表明HiAlc-Kpn诱导的小鼠已发生明显的肝脂肪变性并发展为脂肪性肝炎。



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结  论

结果表明从罕见的NASH(非酒精性脂肪肝炎)和ABS(自动酿酒综合征)患者中分离出的HiAlc Kpn菌株可以直接诱导了FLD(脂肪性肝病);HiAlc Kpn不仅在罕见的NASH中发生,而且广泛存在于FLD中。


确实,未来研究还需要探索其他NAFLD发生发展机制,包括肠道微生物群的进一步作用。

据说点“在看”的都成功发表SCI了呢


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