众所周知，我国肠炎发病率较高，通常是由感染、药物反应、食物不耐受、自身免疫性疾病等多种因素引起，给人们的生活带来了许多困扰。因而，研究肠炎的有效预防方法，也能造福广大民众~那么关于肠炎有什么课题设计思路呢？我们可以结合具体案例，一起来探讨一下。

下面，我们将分享一篇发表于中科院1区期刊Molecular Therapy，影响因子为12.1的高分文献，名为《来自葡聚糖硫酸钠的小鼠粪便中提取的miR-142a-3p通过促进罗伊氏乳杆菌的生长来预防结肠炎》，希望能给大家带来不一样的灵感~

【文章题目】：来自葡聚糖硫酸钠的小鼠粪便中提取的miR-142a-3p通过促进罗伊氏乳杆菌的生长来预防结肠炎

【发表期刊】：Molecular Therapy

【影响因子】：IF=12.1

【发表日期】：2022.1

一、研究背景

①粪便中富含形成肠道微生物群的microRNAs（miRNAs）。

②这些miRNAs在健康和患病受试者的粪便中有差异表达

③炎症性肠病患者的粪便miRNAs是否参与调节微生物群组成，以及它们是否有任何有益的作用尚不清楚。

④该文章研究了葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导的结肠炎小鼠和恢复期小鼠的粪便微生物组组成和miRNAs丰度，以探索不同表达的miRNAs、它们与微生物丰度的关系以及它们对结肠炎的影响。

二、技术路线

三、研究结果

1.在DSS诱导的结肠炎和恢复期，粪便微生物群组成的变化

为了证明炎症性肠病患者的粪便miRNAs参与调节微生物群组成，作者进行了相关实验研究，图1A~C结果表明，小鼠在第5天发生了急性结肠炎。且图1D~E的微生物分析显示，DSS降低了拟杆菌门的丰度，而增加了厚壁菌门的丰度水平，拟杆菌门和厚壁菌数在第12天恢复。此外，我们还可以从图1F结果发现，与治疗方案的第0天小鼠相比，第5天小鼠的Romboutsia ilealis（一种菌类）相对丰度增加，而约氏乳杆菌（L.johnsonii）的相对丰度降低。值得注意的是，与第0天和第5天相比，小鼠体内罗伊氏乳杆菌（L.reuteri）和L.johnsonii的相对丰度显著增加。这些结果证明在DSS诱导的结肠炎中，粪便微生物群发生变化。

                                                     图1 A~F

2.口服转移康复小鼠的粪便和粪便RNA可预防DSS诱导的结肠炎

为了探究从DSS诱导的结肠炎中康复的小鼠的肠道微生物群是否对DSS诱导的结肠炎有任何影响，如图2A所示，作者在第0天、第5天和第12天移植了这些恢复良好的小鼠的粪便。图2B~E结果表明，在第12天移植的小鼠粪便，可减轻体重，降低DAI，防止结肠肿胀和出血。为了进一步探索粪便中的miRNAs是否对这些反应起关键作用，作者在治疗方案的第0天、第5天和第12天从恢复良好的小鼠的粪便中纯化了RNA。图2F~G结果显示，在第12天从小鼠粪便中纯化的RNA可减轻小鼠的体重，降低DAI，防止结肠肿胀和出血。这些结果表明，粪便中的RNA可能在缓解DSS诱导的结肠炎中起关键作用。

                                                   图2 A~I

3.在DSS诱导的结肠炎和恢复期中，差异表达的粪便miRNAs的鉴定

为了进一步确定在DSS诱导的结肠炎和恢复阶段，哪些粪便miRNAs受到了影响，作者在治疗方案的第0天、第5天和第12天对恢复良好的小鼠的粪便进行了small RNA测序。我们可以从图3A~B结果观察到，与治疗第0天小鼠粪便相比，第12天小鼠粪便中13种miRNAs水平升高，5种miRNAs水平降低；与治疗第5天小鼠粪便相比，第12天小鼠粪便中5种miRNAs水平升高，4种miRNAs水平降低。图3C结果显示，在这些变化中，4个miRNAs（miR-142a-3p、miR-223-5p、miR-142b和miR-146b-5p）水平升高；与治疗方案第0天或第5天的小鼠粪便相比，2个miRNAs（miR-215-3p和miR-148a-3p）在第12天小鼠的粪便中下降。此外，在图3D~G的qPCR实验中，他们证实了康复小鼠粪便中这四种miRNAs水平的增加。

                                            图3 A~G

4.口服miR-142a-3p以微生物组依赖的方式减轻DSS诱导的结肠炎

为了研究miR-142a-3p、miR-223-5p、miR-142b和miR-146b-5p是否影响DSS诱导的结肠炎，作者合成了这4个miRNAs，并连续7天用这些miRNAs对小鼠进行灌胃。图4A~B结果显示，在DSS处理的小鼠中，400和800pmol的miR-142a-3p对体重变化和DAI表现出相同的有益作用，但200pmol的剂量没有任何影响。接着可以从图4C观察到，在灌胃4小时后，结肠内容物中miR-142a-3p的水平显著升高，表明miR-142a-3p可以到达结肠。然后，为了探讨miR-142a-3p是否产生保护性表型，如图4D所示，作者将miR-142a-3p连续灌胃小鼠7天，随后获得新鲜粪便并转移到经抗生素预处理的动物体内。图4E~F结果显示，从miR-142a-3p处理的小鼠中转移的微生物组阻止了DSS诱导的体重和DAI的变化。而为了进一步探索miR-142a-3p是否以微生物组依赖的方式减轻了DSS诱导的结肠炎，如图4G所示，作者将抗生素与miR-142a-3p一起给药。最终，如图4H~I结果显示，miR-142a-3p对体重和DAI的有益作用被抗生素消除了。

                                                      图4 A~I

5.miR-142a-3p通过促进罗伊氏乳杆菌的生长来减轻DSS诱导的结肠炎

接着，作者首先检测了miR-142a-3p是否能促进L.reuteri和L.johnsonii这两种微生物的生长。我们从图5A结果可以发现，miR-142a-3p模拟物促进了L.reuteri的生长，但它们对L.johnsonii的生长没有任何影响。为了探索miR-142a-3p如何调控L.reuteri，作者对miR-142a-3p的种子序列与L.reuteri的全基因组序列进行了BLAST搜索，如图5B所示，有两个基因（位点标记LREU_RS06530[polA]和位点标记LREU_RS03575）是miR-142a-3p的潜在靶点。当L.reuteri与miR-142a-3p模拟物孵育时，如图5C所示，这两个基因的相对表达量显著升高。紧接着，作者研究了口服miR-142a-3p是否会影响肠道菌群的组成。从图5D~E结果可以看出，经miR-142a-3处理的小鼠中L.reuteri的相对丰度显著高于其他两组。最后，图5F的粪便微生物定量qPCR进一步证实了L.reuteri丰度的变化。值得注意的是，图5G显示，在miR-142a-3p处理过的小鼠的粪便中，由L.reuteri产生的罗伊氏菌素的浓度也增加了。此外，作者在图5H~I中进一步证实了L.reuteri的这种作用，因为连续7天口服L.reuteri的小鼠可以减轻DSS诱导的体重减轻和DAI的增加。

                                              图5 A~I

6.L.reuteri通过激活AMPK通路来减轻DSS诱导的结肠炎

L.reuteri是一种潜在的抗菌和抗炎化合物。为了探讨L.reuteri是否能缓解DSS诱导的结肠炎，作者采用细菌培养产生罗伊氏素，然后连续7天口服L.reuteri。图6A~E结果表明，L.reuteri减轻了DSS诱导的结肠浸润和炎症。此外，我们可以从图6F~H观察到，经罗伊氏预处理的小鼠结肠远端组织的粘液层没有表现出明显的水肿，炎症细胞因子的表达被抑制了，磷酸化AMPK的表达增加，结肠组织中磷酸化NF-κB的表达降低，这提示L.reuteri可能通过AMPK-NF-κB通路抑制炎症反应。最后，图6I~J显示，在AMPK的药理抑制下，L.reuteri并没有抑制DSS诱导的炎症细胞因子片段和Caco-2细胞中磷酸化的NF-κB的表达，而如图6K~L所示，AMPK抑制消除了罗伊因子对活性氧（ROS）过量产生的抑制作用。

                                                    图6 A~L

四、研究小结

作者研究了DSS诱导的结肠炎小鼠和恢复期小鼠粪便微生物组的组成和miRNAs丰度，以探讨不同miRNAs的表达、它们与微生物丰度的关系以及它们对结肠炎的影响。经研究发现，miR-142a-3p在结肠炎恢复期小鼠粪便中的表达量明显增加，而且它能以微生物依赖的方式减轻接受DSS治疗的小鼠的疾病症状。具体而言，miR-142a-3p通过调节polA和基因座标签LREU_RS03575的转录本，促进了肠炎小鼠粪便中含量较高的L.reuteri的生长。此外，L.reuteri及其代谢产物reuterin还能缓解DSS诱导的疾病症状。这些结果突显了粪便miR-142a-3p在预防结肠炎中的作用。最终认为，疾病康复者的粪便中可能富含对这些疾病有预防作用的miRNA。

五、国自然中标情况