氢气改善酒精性肝病的肠道菌群机制研究

酒精性肝病（ALD）是一种全球流行的肝脏相关疾病，其特征是严重的氧化应激和炎症性肝损伤，目前尚无有效的治疗方法。氢气（H2）已被证明是动物和人类各种疾病的有效抗氧化剂。然而，H2关于酒精期沉积的保护作用及其潜在机制仍有待阐明。本研究表明，H2吸入可改善ALD小鼠模型中的肝损伤，并减轻肝脏氧化应激，炎症和脂肪变性。此外，H2吸入改善肠道微生物群，包括增加螺旋体科和梭状芽胞杆菌的丰度，减少前翅目和毛茛科的丰度，并改善肠道屏障完整性。从机制上讲，H2吸入阻断肝脏中LPS/TLR4/NF-κB通路的激活。值得注意的是，通过细菌功能潜能预测（PICRUSt），重塑的肠道微生物群可以加速酒精代谢，调节脂质稳态和维持免疫平衡。接受过H2吸入的小鼠粪便微生物群移植可显著缓解急性酒精性肝损伤。本研究表明H2吸入通过减少氧化应激和炎症来缓解肝损伤，同时还可以改善肠道菌群和增强肠道屏障。H2吸入可作为临床背景下预防和治疗酒精性肝病的有效干预措施。

研究摘要图
研究论文作者主要来自山西医科大学
酒精性肝病（ALD）由长期饮酒引起，是一个广义术语，用于识别许多与酒精相关的健康问题，包括脂肪性肝炎、肝纤维化，甚至肝癌[1]，[2]。通过心身干预实现戒酒是酒精性肝病所有阶段的最佳治疗方法[3]，[4]。然而，在大量饮酒的人中，可能很难戒酒。虽然长期饮酒是酒精性肝病的主要原因，但酗酒仍然是酒精性肝损伤和急性酒精性肝损伤和死亡的主要危险因素。事实上，酒精性肝病患者比健康人更有可能在一次治疗中消耗大量酒精。在这种背景下，迫切需要更有效的策略来缓解酒精性肝病，特别是酗酒引起的急性肝损伤。
酒精性肝病的发病机制很复杂，氧化应激、线粒体损伤、内质网应激、炎症损伤甚至免疫应答都与酒精性肝病的发展有关。乙醇代谢途径被广泛认为是产生活性氧（ROS）的原因。在正常的生理条件下，ROS被人体的抗氧化系统清除。ROS积累与肝脂肪变性、炎症和促进酒精性肝病密切相关。越来越多的研究表明，过量饮酒与肠道微生物群组成的变化有关[7]。饮酒也会破坏肠道屏障的完整性[8]，这可能与粘液产生减少和TJ蛋白破坏有关。肝脏通过门静脉接收三分之二的血液供应。因此，肝脏持续暴露于大量的病原体相关分子模式（PAMP），例如LPS，其可能与TLR4结合，触发NF-kB激活。NF-kB通路是肝细胞的核心信号传导中枢，它整合了各种应激相关和炎症介质的活性，从而推动ALD进展[9]。
氢气（H2）是最轻的气体分子，具有扩散性和还原性[10]。它已被证明具有有效的抗氧化和抗炎特性[11]，[12]。与大多数已知的抗氧化剂不同，由于H2能够穿透生物膜并扩散到细胞质、线粒体和细胞核中，因此具有有利的分布特征[13]。这可能使其能够快速有效地发挥生物效应。在最近的实验研究中，H2吸入[14]，[15]，饮用富氢水，腹腔注射H2[18]，并皮下注射H2[19]等均已用于各种肝损伤模型，如非酒精性脂肪性肝炎[20]，CCl4诱导的慢性肝损伤[14]和肝缺血/再灌注，以及其他模型，包括肥胖、糖尿病、神经变性和代谢综合征。此外，研究已经表明，H2可以保护动物免受葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导的结肠炎。还表明 H2可以改变化疗诱导的神经性疼痛和阿尔茨海默病模型中的肠道微生物群。
但是，H2通过改善肠道微生态和增强肠道屏障来缓解酒精性肝病的报道尚未见报道，H2ALD及其机制有待进一步研究。鉴于肝肠相互作用和据报道H2对肠道微生态的改善，我们研究了H2吸入急性ALD模型小鼠并推测H2可通过抗炎和抗氧化活性改善酒精引起的肝损伤，以及对肠道菌群的调节作用。