植物乳杆菌CCFM639通过eNOS/NO途径改善川崎病小鼠的血管功能障碍
摘要
川崎病（Kawasaki disease, KD）是一种主要影响五岁以下儿童的急性血管炎性疾病，常导致冠状动脉并发症，并成为儿童非先天性心脏病的主要病因。在KD小鼠模型中，我们给予植物乳杆菌CCFM639（CCFM639），并通过测量脾脏指数、炎症因子水平和组织病理学变化评估其对全身和血管炎症的影响。此外，通过分析屏障蛋白和血清脂多糖（LPS）水平，评估了CCFM639对肠道屏障功能的作用。在细胞水平上，我们使用人脐静脉内皮细胞（HUVECs）评估了CCFM639条件培养基对内皮功能的影响，包括增殖能力（CCK-8实验）、定向迁移能力（划痕实验）和成管能力（Matrigel血管生成实验）。通过Western blot检测KD小鼠中内皮型一氧化氮合酶（eNOS）的表达水平，并应用eNOS抑制剂进一步探讨CCFM639在缓解冠状动脉炎症中的作用。结果表明，CCFM639可减少脾肿大、促炎性细胞因子水平以及冠状动脉和主动脉中的巨噬细胞驱动的炎症；增强肠道屏障功能；改善内皮功能；并提高eNOS表达，从而缓解KD小鼠的冠状动脉炎。CCFM639作为一种潜在的治疗剂，在减轻与KD相关的儿童血管炎综合征的病理性炎症方面展现出良好的前景。
引言
川崎病（Kawasaki disease, KD）是一类特定的急性发热性全身性血管炎，主要影响儿童群体。它已成为非先天性心脏疾病的突出病因之一。冠状动脉瘤是KD的标志性并发症。目前，静脉注射免疫球蛋白（IVIG）是常规治疗方法，但仍有约5%接受IVIG治疗的儿童会出现冠状动脉异常。研究表明，在KD急性期，儿童表现出显著的氧化应激和一氧化氮（NO）系统功能障碍，这加剧了炎症过程。内皮型一氧化氮合酶（eNOS）在内皮细胞中高度表达，受多种刺激调控，通过NO生成调节血管功能。通常情况下，诱导型一氧化氮合酶（iNOS）在健康状态下不表达，而炎症因子如肿瘤坏死因子-α（TNF-α）的增加会在KD早期激活iNOS的表达，产生大量NO，进一步加重炎症并导致血管功能障碍。相反，在恢复期，患者体内的NO水平和生物利用度显著低于健康个体，可能是因为血管炎症后内皮细胞损伤减少了eNOS介导的NO生理合成。
在KD急性发热阶段，大多数患者会出现胃肠道症状。在发热期间，观察到肠道菌群结构发生显著变化，表现为链球菌和肠球菌增加，乳杆菌丰度下降。短链脂肪酸（SCFAs）是肠道微生物群的重要代谢产物，可为肠道上皮细胞提供高达70%的能量并维持肠道屏障稳态。丁酸盐在体外和体内均能有效减轻血管和肠道炎症，维持心血管系统和肠道的正常生理功能。在KD小鼠模型中，丁酸梭菌已被证明可以调节肠道菌群失衡并显著改善血管炎症。
植物乳杆菌是一种革兰氏阳性菌，其主要糖酵解副产物为乳酸。越来越多的证据表明，植物乳杆菌可调节肠道稳态、降低胆固醇、改善肠道炎症并降低高血压。益生菌株植物乳杆菌CCFM639（CCFM639）通过其抗炎、抗氧化和保护肠道屏障的特性，在动物模型中缓解由重金属（如铝）引起的急性和慢性中毒。最近，我们报道了CCFM639对血管运动性和血压的影响。然而，尚未有针对植物乳杆菌在KD中的干预性研究。本研究旨在探讨CCFM639对白色念珠菌水溶性化合物（CAWS）诱导的KD小鼠的治疗效果。
结果
CCFM639减轻CAWS诱导的KD小鼠炎症反应
我们通过对CAWS诱导的KD小鼠进行口服灌胃给予CCFM639进行干预。KD进展通常伴随长期的全身性血管炎症和损伤，尤其是冠状动脉，这是欧洲和北美地区儿童冠状动脉疾病的发病机制。KD小鼠表现出主动脉瘤，表明严重病理状态，而CCFM639治疗显著减轻了这些症状。
讨论
KD的预后问题体现在晚期冠状动脉和主动脉瘤的发生上。冠状动脉疾病是KD最常见且最严重的并发症，发病率约为20%-25%。未经治疗的KD儿童中，约20%会出现冠状动脉病变，后期可能并发冠状动脉血栓形成和狭窄，严重者甚至会发展为心肌梗死。
结论
在CAWS诱导的KD小鼠中，CCFM639通过eNOS/NO通路发挥保护作用，降低IL-6水平并提高IL-10水平。CCFM639维持内皮和肠道屏障功能，并缓解冠状动脉炎，提示其可能是治疗KD的一种有前景的策略。
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