Микробната икономика, управлявана от H2, подобрява колита чрез засилване на метаболизма на колоноцитите и чревната бариераНаучно Изследване

Резюме:

С бързото развитие и висока терапевтична ефективност и биобезопасност на тераностиката, включваща газ, водородната медицина е особено изключителна, защото водородът газ (H2), газ, получен от микроби, има мощни антиоксидантни, антиапоптотични и противовъзпалителни действия при много модели на заболяване. Проучванията предполагат, че обогатен с H2 физиологичен разтвор/вода облекчава колита при миши модели; обаче основният механизъм остава слабо разбран. Въпреки доказателствата, демонстриращи важността на микробната водородна икономика, която отразява баланса между Н2-продуциращи (хидрогеногенни) и Н2-използващи (хидрогенотрофни) микроби за поддържане на екосистемите на лигавицата на дебелото черво, са положени минимални усилия за манипулиране на съответните Н2-микробни взаимодействия за дебелото черво здраве. В съответствие с предишни проучвания, ние открихме, че прилагането на богат на водород физиологичен разтвор (HS) облекчава индуцирания от декстран сулфат натрий остър колит в миши модел. Освен това, ние демонстрирахме, че приложението на HS може да увеличи изобилието от чревно-специфични късоверижни мастни киселини (SCFA)-продуциращи бактерии и производството на SCFA, като по този начин активира вътреклетъчния бутиратен сензор пероксизомен пролифератор-активиран рецептор γ, сигнализирайки и намалявайки епителната експресия на Nos2 , като впоследствие насърчава възстановяването на анаеробната среда на дебелото черво. Нашите резултати също така показват, че приложението на HS подобрява нарушените чревни бариерни функции чрез модулиране на специфични свързани с лигавицата муколитични бактерии, което води до значително инхибиране на опортюнистичното патогенно разрастване на Escherichia coli, както и значително повишаване на експресията на интерепителни плътни свързващи протеини и намаляване на чревните бариерна пропускливост при мишки с колит. Екзогенният H2 препрограмира метаболизма на колоноцитите чрез регулиране на оста H2-чревна микробиота-SCFAs и укрепва чревната бариера чрез модулиране на специфични свързани с лигавицата муколитични бактерии, при което подобрената микробна водородна икономия облекчава колита.