依赖肠道微生物的Lactobacillus reuteri对脑死亡大鼠肾损伤的保护作用

这项研究为何重要

大多数用于移植的肾脏来自发生脑死亡的供体，但这些器官常在手术开始前已受损。该研究在大鼠中探索了肠道内一个出人意料的盟友：一种名为Lactobacillus reuteri的益生菌。研究者展示了这种微生物如何通过稳定肠道菌群、加强肠道屏障并抑制本会削弱待移植器官的有害免疫反应，来帮助保护脑死亡后的肾脏免受损伤。

脑死亡与传向肾脏的连锁反应

发生脑死亡时，机体经历一连串的激素和循环改变，影响多个器官。肠道是首批受影响的薄弱环节之一。其保护性上皮变得渗漏，使肠道微生物的碎片进入血液循环。其中包括LPS——某些细菌细胞壁的成分，能强烈激活免疫系统。当LPS随血液到达肾脏时，会结合肾细胞上的感受器并触发TLR4–NF-kappaB通路，这是一条众所周知的促炎信号途径。在本研究使用的大鼠模型中，这一过程导致血清肌酐和尿素升高、肾损伤标志物KIM-1表达增加，以及肾小管细胞的细微结构损伤，即便在常规显微镜下看起来几乎正常。

一种益生菌重塑肠道环境

研究团队接着探问，是否在脑死亡前给大鼠喂养一周的Lactobacillus reuteri可改变这一进程。他们发现，该益生菌重塑了肠道微生物群：含高LPS的有害变形菌门（Proteobacteria）减少，而拟杆菌门（Bacteroidota）及其他潜在有益群体变得更丰富。与此同时，肠道的物理屏障也得到改善。在光学显微镜和电子显微镜下，接受处理的动物表现出更完整的细胞间连接，形成泄漏的间隙减少。血液中反映肠道损伤与通透性的iFABP水平回落至接近正常，表明肠壁更紧密、更具选择性。

从有毒信号到更温和的信息

肠道的这些变化在到达肾脏的信号中也有对应。在未处理的脑死亡大鼠中，肾组织中LPS含量更高、TLR4及其辅助蛋白LBP水平升高，且NF-kappaB通路更加激活，均为强烈炎症反应的标志。相比之下，经Lactobacillus reuteri预处理的大鼠肾脏LPS含量较低、TLR4信号减弱，多个炎性分子（包括IL-6和IFN-γ）的产生减少。有趣的是，益生菌组血液中总LPS实际上上升，但对肠道微生物的分析表明，这部分LPS主要来源于拟杆菌门，其LPS结构被认为远不如其他来源那样具强烈炎性，甚至可能部分阻断TLR4感受器。作者提出，这种“更温和”的LPS与更有害的形式竞争，降低肾脏暴露于最毒性信号的程度。

沿肠–肾通路平衡免疫反应

该益生菌的作用不仅限于改变微生物和屏障；它还调节了肠–肾连接两端的免疫系统。在肠道中，脑死亡后像CD4和CD25这样的活化免疫细胞标志物升高，提示黏膜表面出现过度反应。Lactobacillus reuteri在肠上皮本身抑制了这种过度活化，但在下方的腺体内增加了CD25阳性细胞，暗示防御更受控且更局部化。在肾脏中，益生菌减少了中性粒细胞的聚集和氧化应激的迹象，同时选择性地提升了趋化因子CXCL2，可能有助于协调更平衡的修复反应。相关性分析将特定拟杆菌门成员与这些免疫变化联系起来，支持了一个由肠道驱动、帮助保护肾脏的免疫网络的观点。

这对未来移植可能意味着什么

综合来看，研究结果指出Lactobacillus reuteri在脑死亡供体大鼠中可能发挥双重保护作用：它重建更健康的肠道群落和屏障，同时重塑传向肾脏的免疫与炎症信号。因此，肾细胞受到高度促炎性LPS的暴露减少，功能和结构状态得以改善。尽管该工作属临床前研究且依赖于脑死亡前的预处理，但它强调了肠道及其微生物作为改善移植前器官质量的有前景靶点，或能为未来受体提供更好的长期肾功能起点。

引用: Liu, T., Zhu, G., Li, H. et al. Gut microbiota-dependent protection by Lactobacillus reuteri against renal injury in brain-dead rats. Sci Rep 16, 14709 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-47230-1

关键词: 肠道微生物群, 益生菌, 肾损伤, 脑死亡供体, Lactobacillus reuteri