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肠道菌群与男性生殖系统疾病相关性研究进展

2021.06.24
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  近些年来,随着生命科学的发展,肠道菌群对人体的影响愈发得到重视。其功能包括合成多种人体必需的维生素,分解蛋白质生成氨基酸,参与糖类代谢等。正常的肠道菌群在维持机体健康上发挥着重要作用,但一些内外因素可对其产生影响,破坏其相对平衡,进而导致一系列疾病。如今,越来越多的研究表明,肠道菌群与生殖系统疾病的发生发展有着密切联系,除常见的女性生殖系统疾病,男性的生殖系统疾病也逐渐引起研究者的重视。并且,目前有研究表明,男性的生殖系统疾病与肠道菌群相关。

  一、肠道菌群与精液质量

  已有研究表明肠内蛋白质营养和生殖之间有很强的相关性[1]。氨基酸除了作为饮食中的主要营养素外,还是调节从精子发生、卵子受精到胚胎植入等多种生理过程的信号分子。一项粪便细菌对精液影响的研究显示肠道细菌可能会对精液有影响。肠道菌群中存在的榼藤子苷(phaseoloidin)、entadamide A以及entadamide A-β-D-glucopyranoside都可被水解成各自的苷元,而这些均为精液中的成分。Phaseoloidin 和entadamide A具有抗补体活性,phaseoloidin 和entadamide A-β-D-glucopyranoside 可被肠道菌群代谢。因此,它们的抗补体活性依赖于肠道细菌的代谢水平,但其具体机制仍需进一步的研究来证明[2]。

  二、肠道菌群与糖尿病性勃起功能障碍

  有研究证实了肠道微生物菌群与II型糖尿病勃起功能障碍(T2 DED)的关系[3],T2DED大鼠模型中肠道微生物菌群可能受到抑制。有益细菌的相对丰度降低,条件致病菌的相对丰度增加。而这种生物菌群的变化可能会导致炎症,促使勃起功能障碍。

  三、高脂饮食改变肠道菌群影响精液质量

  研究中将成年雄性小鼠分为对照组和4周高脂饮食(HFD)组,随后收集精液和粪便样本。HFD组小鼠粪便样品Rikenellaceae 含量较高,Acinetobacter johnsonii、Streptophyta、Ammoniphilus spp、Bacillus spp 和Propionibacterium acnes 含量较少,证明高脂饮食可以通过肠道途径改变精液微生物群,进而影响精液的质量[5]。但具体的机制目前尚不明确,需要进一步的研究讨论。

  而近期,广东工业大学赵子建、李芳红和陈浩团队,与南京医科大学姚兵团队共同主导的研究[6]结合小鼠粪菌移植以及临床样本综合分析,揭示了高脂膳食损伤男性生殖健康的肠道菌群机制。粪菌移植结果显示,高脂膳食可导致精子数量和活力降低,其中两个主要的相关菌属为拟杆菌和普雷沃菌,这些关联也在临床样本中得到证实。同时,接受HFD膳食小鼠的菌群后,受体小鼠的肠道通透性增加,睾丸炎症因子增加。因此,文章推断内毒素和睾丸炎症可能与菌群介导的精子发生障碍有关。这是研究菌群与生殖健康的先驱文章之一,可能会为男性不孕不育提供新的治疗思路。

  四、补充益生菌对男性生殖力可能的益处

  另有研究评估了植物乳杆菌TW1-1在对邻苯二甲酸二乙基己酯(DEHP)诱导的成年雄性小鼠睾丸损伤模型中的作用[4],认为口服植物乳杆菌TW1-1可显著提高DEHP暴露小鼠的血清睾酮浓度。

  因此,通过补充正确的益生菌株,以及高活性的益生菌,促进肠道上皮细胞生长及肠道黏膜的状态,抑制有害菌在肠道壁内的附着及滋生,从而提高身体免疫,减少肠漏等问题的发生,并且可以提高精液质量和男性生育能力。另一方面,益生菌可以通过代谢产生短链脂肪酸等,通过与细胞表面受体的结合,增强宿主生殖激素水平,如:睾酮、促黄体生成素等,最终帮助恢复男性生育健康。

  文章作者:

  范秀军,博士,深圳市海外高层次B类人才(“孔雀计划”B类人才),深圳南山区领航人才。从事端粒抗衰老研究、干细胞研究与3D子宫模型、子宫内膜再生与修复、胚胎植入、子宫脱膜、胎盘发育以及妊娠相关疾病的转化医学研究。近年来针对妊娠相关研究中的技术瓶颈,创新性的建立了胎盘、子宫转基因在体无创监测技术和可诱导性的胎盘特异性和子宫内膜特异性基因调控技术,并成功用于揭示子痫前期发病机理的研究。近期又开发出了胎盘滋养细胞靶向药物投递技术,实现妊娠期特定时间内靶向胎盘给药,减少药物对胎儿与母体的副作用。其中胎盘特异性基因调控的研究成果被ELSIVER公司出版的《小鼠妊娠研究指南》专著收录。近年JCI, Theranostics, FASEB J, J Clin Endocrinol Metab 和Molecular Human Reproduction等重要国际知名期刊发表论文多篇。其中子痫前期工作在JCI发表后,受当期Commentary专题点评,次月JCI Impact再次报道,美国生殖生物学杂志在World Of Reproductive Biology专题点评,Science Daily等多家国际媒体报道。FASEB J关于子宫内膜修复的文章被 Faculty 1000评价为 “New Finding”,“Exceptional”,推荐指数为3。在斯坦福大学工作期间获得斯坦福大学儿科研究基金奖、Lalor Merit Award、LEMTTF Award等,为PloS Medicine 等多家杂志的审稿人。2014年回国后参与国家重点专项2项、参与国自然重点项目1项、主持国自然面上项目2项、广东省自然基金2项、深圳基础布局和基础研究等3项。

  参考文献

  [1] Amino acid metabolism in intestinal bacteria and its potential implications for mammalian reproduction. Mol Hum Reprod, 2015, 21 (5): 389-409. DOI: 10.1093/molehr/gav003.

  [2] Intestinal bacterial metabolism and anti-complement activities of three major components of the seeds of Entada phaseoloides. J Nat Med, 2015, 69(2): 171-177. DOI: 10.1007/s11418- 014-0874-4.

  [3] Relationship between gut microbiota and type 2 diabetic erectile dysfunction in Sprague-Dawley rats. J Huazhong Univ Sci Tech Med Sci, 2017, 37(4): 523-530. DOI: 10.1007/s11596-017-1767-z.

  [4] Lactobacillus plantarum TW1-1 alleviates diethylhexylphthalate-induced testicular damage in mice by modulating gut microbiota and decreasing inflammation. Front Cell Infect Microbiol, 2019, 9: 221. DOI: 10.3389/fcimb.2019.00221.

  [5] Consumption of a high-fat diet alters the seminal fluid and gut microbiomes in male mice. Reprod Fertil Dev, 2017, 29 (8): 1602-1612. DOI: 10.1071/RD16119.

  [6] Impairment of spermatogenesis and sperm motility by the high-fat diet-induced dysbiosis of gut microbes. Gut,2020 Sep;69(9):1608-1619. doi: 10.1136/gutjnl-2019-319127. Epub 2020 Jan 2

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