JCI Insight：重磅！肥胖相关性肠道菌群才是骨关节炎的真正原因！

2018-04-23 Ruthy 转化医学网

骨关节炎（OA）为一种退行性病变，系由于增龄、肥胖、劳损、创伤、关节先天性异常、关节畸形等诸多因素引起的关节软骨退化损伤、关节边缘和软骨下骨反应性增生。最新数据指出其全球疾病流行率已超过2.5亿。目前临床上的治疗策略以姑息治疗为主，暂时没有批准用于OA治疗的药物。因此，制定有效的OA治疗策略至关重要。

骨关节炎（OA）为一种退行性病变，系由于增龄、肥胖、劳损、创伤、关节先天性异常、关节畸形等诸多因素引起的关节软骨退化损伤、关节边缘和软骨下骨反应性增生。最新数据指出其全球疾病流行率已超过2.5亿。目前临床上的治疗策略以姑息治疗为主，暂时没有批准用于OA治疗的药物。因此，制定有效的OA治疗策略至关重要。

有调查显示，肥胖者易得骨关节炎，生活中有接近一半以上的骨关节炎患者都是因为肥胖患上的。过往我们普遍认为肥胖患者为保持重心，很容易发生膝部内翻畸形，使膝关节两侧间隙负重不平衡，导致退行性病变，而最新的临床和动物研究结果表明，骨关节炎与肥胖的深层关联或是与肥胖患者全身和局部炎症增加有关。另一方面，研究已证实，肥胖症炎症反应的激活多是由肠道菌群的移位引起。那么，骨关节炎与肥胖相关性肠道菌群是否有关呢？近期，罗彻斯特大学医学中心（URMC）的科学家们阐明了肥胖相关性肠道菌群与骨关节炎的炎症性联系，并指出一些常见益生元的补充有助于逆转骨关节炎症状。该研究以《Targeting the gut microbiome to treat the osteoarthritis of obesity》为题发表在4月19日的《JCI Insight》上。

由Michael Zuscik博士领导的URMC团队给实验小鼠喂食与西方“芝士汉堡”饮食相似的高脂饮食，对照小鼠喂食低脂健康饮食。12周后，实验小鼠出现明显肥胖，同时患上糖尿病，与对照小鼠相比，其体脂肪百分比几乎翻了一番。他们发现肥胖小鼠的结肠菌群以促炎细菌为主，几乎找不到重要的益生菌-双歧杆菌的踪迹。

同时，研究人员还发现小鼠肠道微生物群的变化与全身炎症发生轨迹相一致，其中就包括半月板撕裂诱发的膝关节炎。研究显示，与瘦小鼠相比，肥胖小鼠的OA进展更快，几乎所有的软骨在发生撕裂后的12周内都消失。而软骨对关节来说既是缓冲垫又是润滑剂，一旦完全失去软骨，患者就不得不置换整个关节，这意味着骨关节炎已经发展至终末期。

令人惊奇的是，当往肥胖小鼠的高脂饮食中补充了低聚果糖补充剂时，除肥胖外所有的炎症反应均被终止，包括骨关节炎。低聚果糖除具有一般功能性低聚糖的物理化学性质外，最引人注目的生理特性是它能明显改善肠道内微生物种群比例，它是肠内双歧杆菌的活化增殖因子，可减少和抑制肠内腐败物质的产生，抑制有害细菌的生长，调节肠道内平衡，给予低聚果糖的肥胖小鼠仍然保持肥胖，在关节上承受相同的负荷，但其关节更加健康。仅仅减轻炎症就足以保护关节软骨免于退化，这就支持炎症而非生物力学驱动骨关节炎和关节退化的论点。

低聚果糖逆转肥胖对肠道菌群的影响

研究发现，低聚果糖逆转了肥胖对肠道菌群的影响，将肥胖者的肠道菌群转化为健康肠道菌群。pseudolongum是肥胖小鼠肠道中缺失的一种关键菌群，使用低聚果糖后其丰度提高了1000倍以上。RNA测序发现在用补充低聚果糖的肥胖小鼠中有140个差异表达基因，其中123个基因上调，17个基因下调，有效维护了各种肠上皮功能，包括肠屏障完整性。

补充低聚果糖后pseudolongum丰度提高了1000倍以上

同时，低聚果糖有效减轻了高脂饮食诱导的肥胖引起的全身性炎症，多种炎症相关因子在补充低聚果糖后显着降低。而且其对创伤诱导的肥胖性OA提供几乎完全的保护，表明其在这种情况下作为疾病调节剂的潜力，其在肥胖症OA中的联合保护作用与抑制MCP-1 / Tnf炎症特征和早期关节变化一致。

低聚果糖减轻了小鼠全身和滑膜炎症

这些结果不仅表明肠道菌群移位可以影响关节炎症和变性，同时提出低聚果糖可通过逆转肥胖对肠道菌群的影响进而控制炎症，有效逆转骨关节炎。因此有必要深入研究肥胖和低聚果糖影响下微生物丰度之间的相互关系，尤其要特别关注的是可能影响宿主免疫系统功能和整体生理学的优势物种的代谢和转录组特征，这是未来肠道菌群和骨关节炎研究的重要的方向。最重要的是，有朝一日可以将这项研究应用于人类，造福更多骨关节炎患者。

原始出处：

Eric M. Schott，et al.Targeting the gut microbiome to treat the osteoarthritis of obesity.JCI Insight. April 19， 2018

作者：Ruthy

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