短链脂肪酸丁酸抑制动脉粥样硬化形成及其分子机制

本研究通过观察丁酸对动脉粥样硬化斑块形成以及肠道组织结构和功能的影响,探讨丁酸防治动脉粥样硬化的效应及可能机制。选取8周龄雄性载脂蛋白E基因敲除(apolipoprotein E-knockout,ApoE-/-)小鼠,随机分成对照组(高脂高胆固醇饲料+饮水中给予200 mmol/L氯化钠,n=10)和丁酸组(高脂高胆固醇饲料+饮水中给予200 mmol/L丁酸钠,n=10),喂养12周。干预结束后麻醉处死小鼠并分离主动脉、心脏,油红O染色定量分析动脉粥样硬化斑块面积。取新鲜的小鼠肠道组织检测肠道组织长度、结构和通透性。定量PCR和酶联免疫吸附法检测炎症因子水平。结果表明:与对照组相比,丁酸组小鼠动脉粥样硬化斑块面积显著减少(P<0.01),血清总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇水平也明显降低(P<0.05),主动脉、肠道组织以及血液循环中炎症因子表达水平显著下降。同时,丁酸干预后小鼠肠道结构更加致密,肠道通透性降低,血液内毒素脂多糖水平也明显降低,肠道紧密连接蛋白Occludin和ZO-1基因表达水平显著升高。体外人小肠上皮细胞Caco-2实验结果显示,丁酸可以剂量依赖性地上调Occludin和ZO-1 mRNA和蛋白表达水平,这一效应可以被G蛋白耦联受体41小干扰RNA所阻断。以上结果提示,丁酸显著抑制小鼠动脉粥样硬化发生,其作用机制可能与其降低肠道通透性、减少血液脂多糖和炎症因子水平有关。