背景

炎症性肠病，特别是克罗恩病，在儿童中变得越来越普遍。慢性胃肠道疾病可能是由于遗传和环境因素共同导致肠道平衡紊乱而引起的。

限制性流质饮食（即 EEN）通常可以有效缓解儿科克罗恩病，这可能是由于肠道微生物群组成的变化所致。然而，还需要进一步研究开发涉及基因营养和肠道微生物组的 CD 个性化饮食疗法。

关于该研究

在本研究中，细菌培养物在特定条件下生长，以研究它们在 CD 样结肠炎中的作用。粘螺菌在添加营养物质的浓缩脑心浸液 (BHI) 肉汤中厌氧培养，而大肠杆菌在溶源肉汤 (LB) 培养基中需氧培养，瘤胃球菌在定制肉汤中培养。

使用无特定病原体的小鼠进行肠道组织病理学检查，保留其盲肠和结肠并进行组织学检查。使用异硫氰酸荧光素（FITC）-葡聚糖评估肠渗透性，并使用葡聚糖硫酸钠诱导结肠炎。

通过酶联免疫吸附测定 (ELISA) 测量粪便脂质运载蛋白 2 水平（一种炎症标志物）。对肠道切片进行免疫荧光染色和荧光原位杂交 (FISH)，以实现细菌和粘液层可视化。

小鼠盲肠匀浆用于研究粘螺菌或大肠杆菌的生长。使用定量实时聚合酶链反应 (qPCR) 分析对这些样本中的核酸进行分析。

通过 16S 核糖体核糖核酸 (rRNA) 测序探索微生物群组成。对基因表达谱进行 RNA 测序分析。

使用定制碳水化合物阵列评估不同碳源存在下的细菌生长。在小鼠中进行口腔细菌攻击实验，以研究细菌定植和炎症。

通过分析细菌共培养物以了解种间相互作用，并通过氢和氨测定揭示代谢活动。数据经过严格量化和统计分析，从而保证了研究的可靠性。

研究结果

缺乏 Nod2 和 Cybb 基因的小鼠暴露于微生物诱导的自发性早发性 CD 样结肠炎。该实验比较了普通食物（RC）和缺乏纤维的饮食（FD）。FD 可以保护小鼠免受结肠炎的影响，这通过降低炎症标志物水平和组织学检查等多种措施可以明显看出。

经过进一步研究，使用了定制的对照饮食，其中将 FD 中的单糖替换为天然纤维来源，以匹配 RC 中的纤维含量。小鼠体内出现了饮食诱发的结肠炎，这表明纤维在 CD 进展中发挥着重要作用。当用于治疗肠道发炎的小鼠时，纤维似乎还可以有效减轻疾病症状。

该研究的一个重要发现是 FD 对肠道微生物群的影响，特别是影响粘液层中粘螺菌的丰度。为此，FD 导致的粘液层变薄和肠道通透性增加，诱导粘螺菌从粘液层迁移到腔室。这种转变很重要，因为粘液层内粘螺菌的位置决定了其在结肠炎中的致病性。

进一步的实验表明，完整的粘液层对于粘螺菌在肠道定植并诱发炎症至关重要。饮食引起的粘液层变化也被发现会影响怀孕期间粘螺菌的垂直传播。

研究发现，排除膳食纤维会影响粘液层内粘螺菌的硝酸盐异化还原成氨（DNRA）途径，从而降低其促进生长的能力。

此外，无纤维饮食改变了发酵产氢微生物（特别是毛螺菌科微生物）的丰度，从而影响了它们的产氢量，从而影响了粘螺菌生长所必需的种间氢转移。这对于毛螺菌科 ( Lachnospiraceae) 家族的成员瘤胃球菌 (R. Torks)来说尤其明显，它通过氢转移促进粘螺菌的生长。