Bone marrow-derived mesenchymal stem cell ameliorates post-stroke enterobacterial translocation through liver-gut axis
Xiaotao Su, Tiemei Li, Yuge Wang, Lei Wei, Banghao Jian, Xinmei Kang, Mengyan Hu, Chunyi Li, Shisi Wang, Danli Lu, Shishi Shen, Huipeng Huang, Yuxin Liu, Xiaohui Deng, Bingjun Zhang, Wei Cai, Zhengqi Lu
doi: 10.1136/svn-2024-003494
Stroke & Vascular Neurology（SVN）最新上线文章“Bone marrow-derived mesenchymal stem cell ameliorates post-stroke enterobacterial translocation through liver-gut axis”，来自中山大学附属第三医院精神与神经疾病研究中心陆正齐教授团队。肠道细菌移位是导致急性缺血性卒中（AIS）患者发生致命感染的主要原因。越来越多的证据表明，间充质干细胞（mesenchymal stem cell, MSC）可有效改善卒中结局。然而，MSC是否能够抑制卒中后肠道细菌移位仍不明确。本研究招募了AIS患者和健康个体。对短暂性大脑中动脉闭塞的小鼠在再灌注后立即给予骨髓来源的MSC（bone marrow-derived MSC, BM-MSC）进行治疗。通过卒中肠道菌群失调指数（Stroke Dysbiosis Index）和循环内毒素评估肠道细菌移位。使用阿利新蓝（Alcian blue）染色评估肠道粘液层厚度，HSD11B2、HSD11B1和SRD5A1的表达分析肝脏糖皮质激素（glucocorticoid, GC）代谢。研究结果显示，卒中后肠道粘液层变薄，导致显著的肠道细菌移位。肠道粘液层变薄与脑缺血后全身性GC水平升高引发杯状细胞分泌粘蛋白减少有关。转移的BM-MSC恢复了肠道粘液层的厚度，从而维持了肠道菌群的稳态，防止了肠道细菌的侵入。在机制上，转移的BM-MSC主要驻留在肝脏中，并增强了肝细胞中过氧化物酶增殖激活受体γ（PPARγ）的信号传导。因此，HSD11B2和SRD5A1的表达增加，而HSD11B1的表达下调，促进了GC的分解代谢，随后恢复了粘蛋白的生成。
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Figure 1. BM-MSC transfer ameliorates post-stroke enterobacterial translocation.
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Figure 2. BM-MSC transfer does not modulate gut structure.
Figure 3. Colon mucus layer is attenuated after stroke which is preserved by BM-MSC transferred.
Figure 4. BM-MSC improves gut microbiota construction through preserving the colon mucus layer.
Figure 5. BM-MSC preserves gut barrier integrity through liver-gut axis.
Figure 6. BM-MSC accelerates GC inactivation through enhancing PPARγ signalling in hepatocytes.
研究结论：MSC转移可通过增强肝脏GC代谢改善卒中后的肠道屏障完整性，并抑制肠道细菌移位，代表了AIS中肝-肠-脑轴的保护性调节器。
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