过敏菌商城导语
绝经后骨质疏松症是一种常见的骨骼疾病，导致骨折和残疾。这种疾病主要源于卵巢功能的停止，雌激素水平的下降导致骨吸收的刺激，并在较小程度上导致骨形成，导致骨丢失的一个时期。此外，许多遗传和非遗传因素加大雌激素缺乏对骨骼的影响。肠道微生物群不仅影响局部免疫应答，而且还有助于远离粘膜表面的免疫应答。令人惊讶的是，肠道微生物群也被发现影响骨内稳态。然而，肠道微生物对骨质疏松有哪些影响呢？性激素缺乏对肠道通透性是否有作用呢？是否可以通过使用益生菌来抑制骨质疏松？Jau-Yi Li等人的最新研究揭示了肠道菌群与性类固醇，肠道通透性和破骨细胞因子间的关系以及评价益生菌对小鼠骨质生长的作用。
关键词
Postmenopausal osteoporosis：绝经后骨质疏松症，是一种与衰老有关的常见病，主要发生于绝经后妇女，由于雌激素缺乏导致骨量减少及骨组织结构变化，使骨脆性增多，易于骨折，以及由骨折引起疼痛、骨骼变形、出现合并症等严重地影响老年人的身体健康和生活质量，甚至缩短寿命。绝经后妇女发生PMO的患病率为男性的4倍。WHO对骨质疏松症定义为在双能X线（DEXA）下骨密度低于正常值2.5个标准差以上。
实验方案
将雌性C57BL/6J小鼠分为3组，第一组为常规肠道菌群组（10w），第二组为无菌组（10w），第三组为无菌鼠定植常规肠道菌群组（10w），1次/月，共3月，亮丙瑞林治疗，观察肠道菌群对骨质疏松相关特征的影响。进一步灌胃VSL#3, LGG, LGG-M, E.coli,观察是否可以通过使用益生菌来抑制骨质疏松。
实验结果
1. GF小鼠可防止性激素缺乏引起的骨小梁丢失
注：在亮丙瑞林（375μg/月）或载体对照治疗10周后，Conv.R小鼠，GF小鼠和Col.GF小鼠中通过体外μCT评估股骨结构。（A）来自每个组的代表性股骨的代表性三维μCT重建的图像。（B）BV/TV。（C）Ct.V.（D）Ct.Th.（E）Tb.N.（F）Tb.Sp.（G）Tb.Th.所有组中每组n = 10只小鼠。数据表示为平均值±SEM。所有数据均按Shapiro-Wilk正态性检验进行正态分布，并通过双因素方差分析和应用Bonferroni校正进行多重比较的事后检验进行分析。 * P <0.05，** P <0.01，*** P <0.001和**** P <0.0001与指定的组相比。
2. GF小鼠可防止性激素剥夺引起的骨转换增加
注：（A）图像显示耐酒石酸酸性磷酸酶染色（TRAP染色）股骨远端段。原始放大倍数×40。（B）图像具有代表性显示钙荧光素双荧光标记的切片。原始放大倍数×20。（C）1型交联CTX的血清水平。（D）骨钙素的血清水平。所有组中每组n = 10只小鼠。数据表示为平均值±SEM。所有数据均按Shapiro-Wilk正态性检验进行正态分布，并通过双因素方差分析和应用Bonferroni校正进行多重比较的事后检验进行分析。 与相应的赋形剂组相比，* P <0.05，** P <0.01和*** P <0.001。
3. GF小鼠的骨髓（BM）被保护免受性激素剥夺诱导的破骨细胞因子的增加
注：（A-C）在亮丙瑞林（375μg/月）或载体对照治疗10周后的Conv.R，GF和Col.GF小鼠的BM中破骨细胞生成细胞因子TNF，RANKL和IL-17的水平。（D-F）在A.（G和H）qPCR分析中测量的来自实验组的小鼠中的BM CD4 + TNF +细胞，CD8 + TNF +细胞和Th17细胞的相对频率测量Th17细胞诱导转录的转录水平A.（I-K）qPCR分析中测量的来自实验组小鼠BM的CD4 + T细胞的CD4 + T细胞中的因子Rora和Rorgt，测量了A.（I）中描述的实验组小鼠的SI中TNF，Rank1和Il17的转录水平。（L-N）流式细胞术分析以测量手术后4周时ovx和假手术小鼠的SILP中产生细胞因子的CD4 + T细胞的相对丰度。所有组中每组n = 10只小鼠。数据表示为平均值±SEM。所有数据均按Shapiro-Wilk常态测试正态分布。通过2-way ANOVA和应用Bonferroni校正后的事后检验分析A-K多重比较。L-N通过非配对t检验进行分析。与指定组相比，* P <0.05，** P <0.01，*** P <0.001和**** P <0.0001。
4. 性类固醇剥夺促进肠通透性
注：（A-D）qPCR分析测量Conv.R，GF小鼠和Col.GF小鼠S1之后的紧密连接蛋白claudin 2，claudin 3，claudin 15和Jam3的转录水平，随后使用亮丙瑞林（375 μg/月）或媒介物对照治疗10周。（E）A中描述的实验组小鼠血清内毒素水平的测量。（F）常规ovx和假手术小鼠肠道通透性的测量。手术后4周，将FITC-葡聚糖口服给予每个实验对象。4小时后测量血清FITC-葡聚糖水平。所有组中每组n = 10只小鼠。数据表示为平均值±SEM。所有数据均按Shapiro-Wilk常态测试正态分布。通过2路ANOVA分析A-E并应用Bonferroni校正进行多重比较的事后测试。F通过非配对t检验进行分析。与相应媒介物或假手术组相比，* P <0.05，** P <0.01和*** P <0.001。 ND，不可检测。
5. 用益生菌补充固有的微生物群可以防止性激素引起的骨丢失
注：用1×109 CFU的VSL＃3，LGG，LGG-M，大肠杆菌或媒介物，每周补充常规的ovx和假手术小鼠两次。数据表示为平均值±SEM。（A）在基线和手术后2周和4周，通过μCT扫描进行的脊柱BV / TV的体内前瞻性测量。每组n = 10-14只小鼠。数据通常根 Shapiro-Wilk正态性检验进行分布，并通过ANOVA进行分析以进行重复测量和应用Bonferroni校正的事后检验进行多重比较。（B和C）通过μCT扫描对股骨BV/TV和Ct.V进行体外分析。每组n = 10-14只小鼠。（D和E）1型交联CTX和血清骨钙素水平的血清水平。每组从10-14只小鼠中随机选择n = 10只小鼠。B-E中的数据根据正态性检验正态分布，并通过双因素方差分析和应用Bonferroni校正进行多重比较的事后检验进行分析。与基线相比，P <0.05，P <0.01，P <0.001和P <0.0001。与假载体相比，* P <0.05，** P <0.01，*** P <0.001和**** P <0.0001。与ovx载体相比，＃P <0.05，## P <0.01，### P <0.001和#### P <0.0001。
6. 益生菌对固有的微生物的补充可以防止性激素耗竭引起的肠道通透性增加
注：（A）常规ovx和假手术小鼠肠道通透性的测量。手术后4周，将FITC-葡聚糖口服给予每个实验对象。 4小时后测量血清FITC-葡聚糖水平。用1×10 9 CFU总量的VSL＃3，LGG，LGG-M，大肠杆菌或媒介物，每周补充小鼠两次。（B）A（C-F）qPCR分析中描述的来自实验组的小鼠血清中的内毒素水平测量来自实验的小鼠的SI中紧密连接蛋白密蛋白2，密蛋白3，密蛋白15和Jam3的转录物水平A组中描述的组。每组中从总共10-14只小鼠随机选择的所有组中的每组10只小鼠。数据表示为平均值±SEM。所有数据均按Shapiro-Wilk正态性检验进行正态分布，并通过双因素方差分析和应用Bonferroni校正进行多重比较的事后检验进行分析。与假载体相比，* P <0.05，** P <0.01，*** P <0.001和**** P <0.0001。与ovx媒介物相比，## P <0.01，### P <0.001和#### P <0.0001。
7. 用益生菌补充固有的微生物群可调节性类固醇消耗后SI和BM破骨细胞因子的产生
注：（A-C）qPCR分析测量手术后4周时常规ovx和shamoperated小鼠的SI组织中Tnf，Rank1和Il17的转录水平。用1×10 9 CFU总量的VSL＃3，LGG，LGG-M，大肠杆菌或媒介物，每周补充小鼠两次。（D-F）qPCR分析，测量如A中所述处理的小鼠的BM中Tnf，Rank1和Il17的转录水平。在每组总共10-14只小鼠的所有小组中，每组n =10只小鼠。数据表示为平均值±SEM。所有数据均按Shapiro-Wilk正态性检验进行正态分布，并通过双因素方差分析和应用Bonferroni校正进行多重比较的事后检验进行分析。与假载体相比，** P <0.01，*** P <0.001和**** P <0.0001。 与ovx载体相比，＃P <0.05，## P <0.01，### P <0.001和#### P <0.0001。
启发
性类固醇消耗增加了肠道和骨骼中的肠道通透性和破骨细胞生成细胞因子的产生。性类固醇缺乏以改变细胞因子水平，不仅在BM，而且在SI的组织内。补充具有已知益生菌的微生物群完全保护ovx小鼠免于骨丢失，并引起性类固醇-充足小鼠骨量的净增益。
肠道微生物群与肠壁之间的相互作用中的调节异常在诱导性类固醇缺陷型小鼠中诱发炎症和骨丢失方面发挥关键作用。这些发现的直接临床应用是由于前和益生菌的可获得性，这可以通过收紧肠道屏障完整性来防止骨丢失，从而限制破骨细胞生成细胞因子的产生。
通讯作者简介
Trevor Darby，Emory大学儿科系博士研究生，博士后研究员，研究方向为营养药物生物方面。
原文相关信息
Sex steroid deficiency–associated bone loss is microbiota dependent and prevented by probiotics（2016，The Journal of clinical investigation，12.784）
推荐人
2017级食品生物技术中心硕士彭江
本期编辑：鲁班
责任审核：Omics、孔庆敏
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