趙 曉，徐境含，崔東影，徐珒昭，劉 洋，滕國新，許曉曦,*

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150030；2.武警工程大學(xué)裝備管理與保障學(xué)院，陜西 西安 710086；3.黑龍江飛鶴乳業(yè)有限公司，北京 100015；4.內(nèi)蒙古蒙牛乳業(yè)（集團(tuán)）股份有限公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 011500）

近年來，炎癥性腸炎（inflammatory bowel disease，IBD）已經(jīng)成為重要的全球性健康問題。IBD患者最普遍的特征是腸道黏膜發(fā)炎且反復(fù)發(fā)作，常伴有腹痛和腹瀉，往往還伴隨心血管疾病、心理及精神疾病、代謝綜合征等疾病，進(jìn)一步惡化會導(dǎo)致結(jié)直腸癌。1990—2017年，全球IBD患者由370萬上升到680萬[1-2]，這些變化已使得IBD成為全球需要共同面對和解決的重大問題。IBD患者也往往伴隨患有腸道菌群失調(diào)，通常表現(xiàn)為腸道菌群多樣性下降、共生菌和致病菌群比例失調(diào)等[3-4]。腸道菌群通過自身成分、代謝物和衍生物以及致病菌共生菌移位等機(jī)制，參與調(diào)控宿主的代謝、免疫，從而影響罹患IBD等疾病的風(fēng)險[5]。通過營養(yǎng)干預(yù)來調(diào)控腸道菌群，塑造腸道黏膜屏障的結(jié)構(gòu)和功能，維持腸穩(wěn)態(tài)，被證明可以治療和預(yù)防某些疾病[6]，同樣也可以通過營養(yǎng)干預(yù)來降低IBD風(fēng)險[7-8]。

乳鐵蛋白（lactoferrin，LF）是一種鐵結(jié)合糖蛋白，具有多種生物活性[9-10]。目前，LF已成為嬰兒配方奶粉的主要功能性添加成分，且在嬰幼兒健康中的影響已有大量研究[11-14]。一些臨床研究結(jié)果表明，與喂養(yǎng)嬰兒配方奶粉的早產(chǎn)兒相比，喂養(yǎng)母乳可以顯著降低約13%的新生兒壞死性結(jié)腸炎的發(fā)生率和死亡率[15-18]，原因被歸結(jié)為母乳中含有的以LF為代表的生物活性成分對預(yù)防和治療IBD的有益作用[19-20]。LF還可以調(diào)節(jié)腸道菌群、抑制有害菌生長及在腸道中的定植、促進(jìn)益生菌生長[21-22]。但LF對IBD疾病的預(yù)防和輔助治療作用鮮見報道，尤其是LF對IBD腸道微生態(tài)的系統(tǒng)性研究還缺乏相關(guān)數(shù)據(jù)。本研究采用16S rRNA測序技術(shù)探究LF對IBD模型大鼠腸道菌群多樣性及豐度的影響，重點(diǎn)分析LF對腸道微生態(tài)中益生菌、潛在有害菌的促進(jìn)或抑制作用，以期為LF作為營養(yǎng)添加劑在IBD的輔助治療中提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 動物、材料與試劑

SPF級SD大鼠（雄性、4 周齡、體質(zhì)量90～110 g）購于北京維通利華實(shí)驗(yàn)動物技術(shù)有限公司，生產(chǎn)許可證號：SCXK（京）2016-0006。全部動物飼養(yǎng)于東北農(nóng)業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)動物房中。飼養(yǎng)條件：室溫（25±2）℃、光暗周期12/12 h，標(biāo)準(zhǔn)鼠盒飼養(yǎng)，5 只一盒，下墊滅菌墊料。大鼠可自由走動、攝食及飲水。所有的實(shí)驗(yàn)操作都得到東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物道德委員會批準(zhǔn)。

牛LF 美國Hilmar Ingredients公司；葡聚糖硫酸鈉（dextran sulphate sodium，DSS）（36 000～50 000 Da）大連美侖生物技術(shù)有限公司；鹽酸小檗堿（berberine hydrochloride，BBH） 東北制藥集團(tuán)沈陽第一制藥有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

VD-1320型無菌操作臺 北京東聯(lián)哈爾儀器制造廠；DW-86L490J型－80 ℃超低溫冰箱 青島海爾集團(tuán)；電子顯微鏡 德國卡爾蔡司股份公司；NanoDrop 2000微量紫外分光光度計 美國Thermo Fisher公司；GeneAmp?9700型基因擴(kuò)增聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（polymerase chain reaction，PCR）儀 美國Life ABI公司。

1.3 方法

1.3.1 動物模型建立

將SD大鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)7 d后，隨機(jī)分為6 個組，每組10 只，進(jìn)行給藥。

配制含3 g/100 mL DSS的飲用水供大鼠自由飲用，以建立實(shí)驗(yàn)性結(jié)腸炎模型SD大鼠[23]。每天對大鼠進(jìn)行監(jiān)測，以確保它們攝入約等量的DSS水溶液，對照組給予生理鹽水，不加DSS。DSS刺激7 d后，低、中、高劑量組分別灌胃20、50、100 mg/kgmb的LF。BBH是一種異喹啉生物堿，又稱黃連素，臨床主要用于治療胃腸炎、細(xì)菌性痢疾等腸道感染。分別以經(jīng)DSS誘導(dǎo)后灌胃生理鹽水和50 mg/kgmbBBH組作為陰、陽性對照，分別標(biāo)記為DSS組和BHH組。DSS致結(jié)腸炎第7天隨機(jī)選取對照組和實(shí)驗(yàn)性結(jié)腸炎模型組各2 只大鼠處死，從盲腸至肛門上方1 cm處切除結(jié)腸，用蘇木精-伊紅染色，根據(jù)染色結(jié)果觀察腸道黏膜損傷情況。

1.3.2 疾病活動指數(shù)評分

DSS刺激7 d期間，每天監(jiān)測大鼠的體質(zhì)量并進(jìn)行疾病活動指數(shù)（disease activity index，DAI）評分。DAI評分由對上述治療方法不知情的觀察者進(jìn)行，通過綜合體質(zhì)量減量、糞便出血和糞便黏稠度進(jìn)行評分[24]。體質(zhì)量減量為原體質(zhì)量（第1天）與第7天體質(zhì)量的差值與原體質(zhì)量之比（0：無變化；1：≤5%；2：6%～10%；3：11%～20%；4：≥20%）。糞便出血評分標(biāo)準(zhǔn)為0：無便血；1：糞便中可見血絲；2：糞便中可見血跡；3：糞便中明顯帶血；4：全直腸出血。糞便稠度評分標(biāo)準(zhǔn)為0：正常；1：柔軟但仍然成形；2：非常柔軟；3：腹瀉一半；4：腹瀉。

1.3.3 蘇木精-伊紅染色

將多聚甲醛固定的結(jié)腸組織用石蠟包埋，經(jīng)切片、展片、烤片，然后進(jìn)行蘇木精-伊紅染色，最后使用電子顯微鏡獲得顯微照片。

1.3.4 大鼠腸道菌群多樣性分析

大鼠處死后無菌收集結(jié)腸糞便，貯存在－80 ℃冰箱中備用。糞便DNA提取采用Bio Teke糞便DNA試劑盒并按照說明書進(jìn)行。用NanoDrop 2000微量紫外分光光度計對分離的DNA進(jìn)行純度和濃度測定，用1%瓊脂糖凝膠電泳鑒定DNA純度。使用338 F（5’-ACTCCTACGGAGGCAGCAG-3’）和反向引物806 R（5’-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3’）對V3～V4可變區(qū)進(jìn)行PCR擴(kuò)增。擴(kuò)增程序?yàn)椋?5 ℃預(yù)變性3 min；95 ℃變性30 s、55 ℃退火30 s、72 ℃延伸30 s，27 個循環(huán)；72 ℃延伸10 min。然后送至上海美吉生物醫(yī)藥科技有限公司，利用Miseq PE300平臺進(jìn)行測序。

1.3.5 生物信息學(xué)分析

原始測序序列使用Trimmomatic軟件進(jìn)行質(zhì)控，使用FLASH軟件進(jìn)行拼接。采用UPARSE 7.1軟件（http://drive5.com/uparse/），根據(jù)97%的相似度對序列進(jìn)行操作分類單元（operational taxonomic unit，OTU）聚類，并在聚類的過程中去除單序列和嵌合體。利用RDP Classifier（http://rdp.cme.msu.edu/）對每條序列進(jìn)行物種分類注釋，比對Silva數(shù)據(jù)庫（SSU123）。所有的生物信息學(xué)分析均在上海美吉生物集團(tuán)生物信息分析云平臺上進(jìn)行。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Sigmaplot軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及作圖。實(shí)驗(yàn)結(jié)果采用同組個體測定結(jié)果的平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示（n＝10）。采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行方差分析，以P＜0.05判斷差異有顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 IBD大鼠模型驗(yàn)證

為確保本研究中SD大鼠IBD模型成功建立，檢測了DSS建模期間大鼠體質(zhì)量、DAI評分變化，并在建模結(jié)束后觀察結(jié)腸黏膜表觀形態(tài)。

由圖1A可知，DSS建模期間大鼠體質(zhì)量直線下降，對照組大鼠體質(zhì)量緩慢上升。DSS建模第1天大鼠體質(zhì)量呈現(xiàn)較低（小于3%）的上升趨勢，與對照組相比無明顯差異。隨著DSS作用時間延長，大鼠表現(xiàn)出進(jìn)食量減少、腹瀉等現(xiàn)象，體質(zhì)量下降明顯，而未受DSS刺激的對照組大鼠體質(zhì)量持續(xù)上升。

DAI是評價結(jié)腸炎的重要指標(biāo)，主要從體質(zhì)量減量、糞便性狀及便血程度3 個方面對腸炎進(jìn)行評估。由圖1B可知，DSS刺激的大鼠，其DAI評分逐漸升高，與對照組差異顯著（P＜0.05）。DSS刺激第3天之后，DAI評分急速升高。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，大鼠在DSS刺激第3天開始糞便不成型，第4天開始有便血，而后便血明顯，部分大鼠出現(xiàn)稀水便。這說明DSS刺激7 d能夠造成大鼠產(chǎn)生腸炎癥狀。對照組大鼠在建模的最后2 d，個別出現(xiàn)腹瀉的現(xiàn)象，這可能是灌胃所帶來的應(yīng)激反應(yīng)。

圖1 DSS建模期間大鼠體質(zhì)量（A）和DAI評分（B）變化Fig. 1 Changes in body mass (A) and DAI score (B) of rats during DSS administration

DSS刺激7 d后，解剖大鼠，取結(jié)腸進(jìn)行蘇木精-伊紅染色，觀察其結(jié)構(gòu)形態(tài)。由圖2可知，對照組大鼠結(jié)腸具有完整的黏膜以及健康的隱窩結(jié)構(gòu)，并且富含杯狀細(xì)胞。而DSS組表現(xiàn)出嚴(yán)重的結(jié)腸黏膜損傷，黏膜肌層消失，黏膜下層和漿膜發(fā)炎，中性粒細(xì)胞浸潤。腸道上皮細(xì)胞受到嚴(yán)重破壞，杯狀細(xì)胞減少，隱窩和絨毛結(jié)構(gòu)消失，腺體組織混亂。綜上，從大鼠體質(zhì)量、DAI評分及結(jié)腸黏膜形態(tài)3 個指標(biāo)可以看出，DSS刺激IBD大鼠模型成功構(gòu)建。

圖2 DSS建模后大鼠結(jié)腸黏膜形態(tài)顯微圖Fig. 2 Morphological structures of colon after DSS stimulation

2.2 LF攝入對腸道菌群種類多樣性的影響

α-多樣性是指一個特定區(qū)域內(nèi)的多樣性，常用Chao1、Ace、Simpson等一系列指數(shù)來度量，通過多樣性分析可以得到物種的多樣性信息。本研究采用Ace、Sobs、Simpson、Coverage指數(shù)以評估LF對IBD大鼠腸道菌群α-多樣性的影響。

Ace指數(shù)和Sobs指數(shù)能夠反映樣本所含OTU的數(shù)目，即對樣本微生物種類的評估，其數(shù)值越高，說明樣本所含微生物種類越豐富。由圖3A、B可知，與對照組相比，DSS刺激的大鼠，其Ace、Sobs指數(shù)均降低，而與DSS組相比，LF灌胃大鼠這兩個指數(shù)均有不同程度的升高。與DSS組相比，低劑量LF組對Ace、Sobs指數(shù)影響不顯著（P＞0.05），中、高劑量組這兩個指標(biāo)均顯著提高（P＜0.05），說明LF劑量與結(jié)腸炎大鼠腸道菌群多樣性呈正相關(guān)。與BHH組相比，高劑量組提高了Ace、Sobs指數(shù)，但對Sobs指數(shù)的影響不顯著（P＞0.05），這說明LF比BHH更有助于腸道菌群多樣性的恢復(fù)。但與未受到DSS刺激的對照組大鼠相比，LF灌胃組的大鼠Ace、Sobs指數(shù)均較低，但高劑量組與對照組無顯著性差異（P＞0.05）。

Simpson指數(shù)用來估算樣本中微生物多樣性，Simpson指數(shù)越高，說明群落多樣性越低。由圖3C可知，DSS刺激的大鼠群落多樣性降低，與DSS組相比，LF灌胃的大鼠群落多樣性升高。這說明，DSS刺激降低了大鼠腸道的菌群多樣性，但LF有助于恢復(fù)大鼠腸道的菌群多樣性。BHH組Simpson指數(shù)圖中箱形面積較大，說明該組大鼠個體差異較大，可能是因?yàn)椴煌瑐€體對BHH的耐受不同。與對照組相比，LF灌胃的大鼠，Simpson指數(shù)無顯著差異（P＞0.05）。

Coverage指數(shù)越高，則樣本中序列被測出的概率越高，反映測序結(jié)果是否代表樣本中微生物的真實(shí)情況，可以評價物種種類的覆蓋率。由圖3D可知，各組大鼠Coverage指數(shù)均高于0.99，說明實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以真實(shí)反映大鼠腸道菌群的組成和分布，數(shù)據(jù)有效。α-多樣性指數(shù)結(jié)果說明，DSS刺激造成了大鼠腸道菌群種類的降低，而灌胃LF后，腸道菌群多樣性得到恢復(fù)，且LF高劑量組的α-多樣性指數(shù)與健康大鼠無顯著差異（P＞0.05）。

圖3 攝入LF對結(jié)腸炎大鼠α-多樣性的影響Fig. 3 Effect of LF intake on α-diversity of gut microbiota in rats with colitis

2.3 LF攝入對IBD大鼠腸道菌群組成的影響

腸道菌群的組成會影響機(jī)體的腸穩(wěn)態(tài)，進(jìn)一步會影響機(jī)體的整體健康。本研究從門和科水平考察了LF對IBD大鼠腸道菌群種類和豐度的影響。作為腸道菌群的兩大優(yōu)勢菌，厚壁菌門（Firmicutes）與擬桿菌門（Bacteroidetes）的比例失調(diào)與多種疾病相關(guān)，而IBD患者的腸道菌群特征之一就是厚壁菌門/擬桿菌門比例降低。由圖4A可知，DSS刺激下大鼠腸道菌群厚壁菌門/擬桿菌門比例與對照組相比降低了79.6%，而LF低、中、高劑量組分別提高厚壁菌門/擬桿菌門比例至119%、223%和380%，分別是對照組的23%、43%和74%。LF中、高劑量組對厚壁菌門/擬桿菌門比例的提高比BHH組分別高22.1%和230.8%。這說明LF比BHH更有助于恢復(fù)DSS刺激所引起的大鼠結(jié)腸腸道菌群優(yōu)勢菌——厚壁菌門和擬桿菌門的失調(diào)。

腸道菌群多樣性科水平分布如圖4B所示，大鼠腸道菌群科水平的優(yōu)勢菌群為乳桿菌科（Lactobacillaceae）、瘤胃菌科（Ruminococcaceae）、毛螺旋菌科（Lachnospiraceae）、擬桿菌科（Bacteroidaceae）、普雷沃氏菌科（Prevotellaceae）等。與對照組組相比，DSS刺激下大鼠結(jié)腸中乳桿菌科（32% vs. 12%）、瘤胃菌科（34% vs. 17%）等菌群相對豐度降低，同時擬桿菌S24-7（7.8% vs. 28%）、毛螺旋菌科（17% vs. 22%）、普雷沃氏菌科（3% vs. 13%）等菌群相對豐度增加。與DSS組相比，LF高劑量組提高了乳桿菌科（12% vs. 40%）、瘤胃菌科（17% vs. 27%）等菌群的相對豐度，降低了擬桿菌科（28% vs. 8%）、普雷沃氏菌科（13% vs. 6%）等菌群的相對豐度，且部分呈現(xiàn)出一定的劑量依賴關(guān)系。同時，相對于DSS組，BHH組也呈現(xiàn)與LF相似的作用。值得一提的是，DSS組的獨(dú)有菌群是促炎菌科（Erysipelotrichaceae），這可能是造成IBD的原因之一。

圖4 大鼠腸道菌群門水平（A）和科水平（B）物種組成Fig. 4 Dominant flora and species composition in rat colon at phylum (A)and family (B) level

采用Venn圖統(tǒng)計不同組別大鼠腸道菌群所共有和獨(dú)有的物種數(shù)目（OTU水平）。如圖5所示，6 組大鼠腸道菌落所共有的物種數(shù)目為346 個。對照組大鼠的物種數(shù)最高，為648 個，其次為LF高劑量組，有632 個，而BHH組OTU數(shù)目為606 個。DSS組OTU數(shù)目為573 個，比對照組OTU數(shù)目少11.6%。對照組和LF高劑量組所獨(dú)有的物種數(shù)目分別為41 個和20 個，DSS組有12 個獨(dú)有物種。與DSS組相比，LF低、中劑量組對物種OTU數(shù)目影響不大，但LF高劑量組物種OTU數(shù)目提高了10.3%。OTU數(shù)目的大小也從另一方面說明了菌群的多樣性，結(jié)果表明對照組健康鼠的腸道菌群多樣性最豐富，而DSS組和LF低劑量組菌群多樣性最低，LF中、高劑量有助于提高菌群多樣性水平，且LF高劑量組菌群多樣性和對照組組最接近，這一結(jié)果和α-多樣性結(jié)果相一致。

圖5 大鼠腸道菌群物種差異性分析Venn圖Fig. 5 Venn diagram showing differences in gut microbiota composition among rats in different groups

2.4 攝入LF對IBD大鼠腸道菌群KEGG信號通路相關(guān)OTU豐度的影響

通過KEGG信號通路的功能分析，所有OTU被注釋到254 種信號通路中。通過對這些信號通路的功能性進(jìn)行分類匯總，然后選出影響機(jī)體健康并與本研究關(guān)聯(lián)性較大的12 種信號通路，結(jié)果見表1。

表1 攝入LF對IBD大鼠腸道菌群KEGG信號通路相關(guān)OTU豐度的影響Table 1 Effect of LF intake on the abundance of OTU related to KEGG signaling pathway in intestinal microbiota of IBD rats

同一種KEGG信號通路下不同組大鼠的OTU豐度差異明顯。從與人類疾病相關(guān)的3 種信號通路（癌癥、感染性疾病和神經(jīng)退行性疾?。┧鶎?yīng)的OTU豐度可以明顯看出，DSS組所對應(yīng)的OTU豐度最高，而LF中、高劑量組和對照組差異較小。這說明IBD患者同時罹患癌癥、感染性疾病等其他疾病的風(fēng)險較高。器官相關(guān)KEGG信號通路中，免疫系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)的OTU豐度在DSS組分布最高，而隨著LF劑量的升高，其對應(yīng)的OTU豐度逐漸下降，其趨勢和人類疾病相關(guān)的信號通路OTU豐度分布相似。但消化系統(tǒng)相關(guān)KEGG信號通路的OTU豐度在DSS組分布較低。代謝功能相關(guān)KEGG信號通路的OTU豐度在DSS組相對較高，尤其是運(yùn)輸和分解代謝對應(yīng)的OTU豐度最高。與代謝功能相關(guān)的KEGG信號通路對應(yīng)的OTU豐度在不同組大鼠腸道菌群中的分布規(guī)律類似，細(xì)胞及遺傳信息相關(guān)的KEGG信號通路對應(yīng)的OTU豐度在DSS組大鼠中分布最高，LF低劑量組應(yīng)對的OTU豐度次之，LF高劑量組對應(yīng)的OTU豐度較低，BHH組對應(yīng)的OTU豐度最低。這可能是因?yàn)镮BD患者氧化應(yīng)激水平高，導(dǎo)致與細(xì)胞相關(guān)的菌群豐度增加[25]。通過對菌群KEGG通路OTU豐度的分析可以看出，IBD也會伴隨其他疾病的發(fā)生[26]。

3 討 論

腸道菌群對多種疾病，尤其是對消化道類疾病的影響近十幾年受到廣泛關(guān)注。腸道菌群通過其組成與代謝物影響腸道基因表達(dá)調(diào)控通路變化，而且這種靶向調(diào)節(jié)作用可能存在精細(xì)復(fù)雜性與通路特異性。IBD患者腸道菌群個體差異較大，但目前廣泛接受的認(rèn)知是IBD疾病常伴隨腸道厚壁菌門的數(shù)量下降，同時產(chǎn)生內(nèi)毒素的變形桿菌（Proteobacteria）數(shù)量增加[27]。IBD患者腸道菌群種類下降，大多數(shù)是因?yàn)楹癖诰T類細(xì)胞減少。其中，梭狀芽孢桿菌（Clostridium leptum），尤其是普雷沃氏桿菌（Faecalibacterium prausnitzii）下降。但是不同研究的腸道菌群分布差異很大，尤其是腸桿菌科（Enterobacteriaceae）、擬桿菌屬（Bacteroides）、雙歧桿菌屬（Bifidobacteriasp.）、乳桿菌屬（Lactobacillussp.）以及大腸桿菌（Escherichia coli）[28]。本研究結(jié)果并沒有檢測到雙歧桿菌屬（Bifidobacteriasp.）和大腸桿菌。這可能是由取樣部位、樣品是否取自被感染部位、疾病嚴(yán)重程度、來源于腸道和糞便之分以及分析腸道菌群所用的方法等差異造成的[29]。腸道菌群的取樣部位和取樣時間對結(jié)果影響很大，如糞便和腸黏膜中的腸道菌群組成差異很明顯[30]。黏膜菌群能更準(zhǔn)確地反映機(jī)體紊亂狀態(tài)[31]，甚至有報道稱IBD患者腸黏膜菌群數(shù)量比健康人多[32]。推測可能是黏膜上的菌群與腸道表面接觸密切，因此，黏膜相關(guān)菌群在生理功能上比腸腔內(nèi)菌群影響更大[32]。本研究腸道菌群樣本取自大鼠結(jié)腸內(nèi)容物，采用16S rRNA高通量測序，結(jié)果表明LF可以恢復(fù)患IBD大鼠腸道菌群的種類，提高厚壁菌門數(shù)量，降低擬桿菌門數(shù)量，這和文獻(xiàn)[33-34]一致。研究結(jié)果表明DSS組大鼠結(jié)腸擬桿菌科豐度增加，DSS組的獨(dú)有菌群是促炎菌科Erysipelotrichaceae，這可能是導(dǎo)致腸道炎癥出現(xiàn)的原因之一。Earley等[35]報道S24-7細(xì)菌數(shù)量的降低和腸道完整性下降以及腸道菌群移位有關(guān)。乳桿菌屬（Lactobacillus）是腸道益生菌的主要菌屬，益生菌可以促進(jìn)大鼠小腸隱窩上皮細(xì)胞增殖、延長上皮細(xì)胞的壽命、維護(hù)腸黏膜屏障功能的完整性，還可以調(diào)節(jié)結(jié)腸黏液層，平衡腸道黏膜免疫[9]。毛螺旋菌（Lachnospiraceae）能將多糖降解為乙酸、丁酸等短鏈脂肪酸，短鏈脂肪酸可以被腸道上皮細(xì)胞迅速吸收，并參與細(xì)胞增殖和調(diào)節(jié)過程，此外，短鏈脂肪酸還可以調(diào)節(jié)先天免疫和適應(yīng)性免疫細(xì)胞的產(chǎn)生、運(yùn)輸，影響免疫細(xì)胞的功能性。丁酸還可以直接作用于黏膜細(xì)胞，增加調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的數(shù)量并增強(qiáng)其活性，同時抑制中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、效應(yīng)T細(xì)胞等的活性，產(chǎn)丁酸菌群的減少可以激發(fā)IBD患者菌群失調(diào)，引起腸道黏膜炎性細(xì)胞的顯著增加[36]。擬桿菌屬（Bacteroides）的細(xì)胞表面脂蛋白BtuG2能結(jié)合VB12，并可以從VB12的關(guān)鍵轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白內(nèi)在因子中競爭性結(jié)合VB12，這意味著擬桿菌屬可以爭奪腸道中的關(guān)鍵維生素；此外，擬桿菌還與多種疾病相關(guān)，如結(jié)腸直腸癌、肝病[37]。

LF能夠恢復(fù)IBD大鼠結(jié)腸糞便腸道菌群的α-多樣性分布，提高優(yōu)勢菌厚壁菌門，降低擬桿菌門豐度。同時，LF通過提高有益菌乳桿菌、瘤胃菌科，降低擬桿菌、普雷沃氏菌的豐度，從而正向調(diào)節(jié)患IBD大鼠腸道微生物組成，維持腸穩(wěn)態(tài)。此外，LF還通過降低大鼠腸道菌群與癌癥、感染性疾病等疾病相關(guān)信號通路OTU豐度，來降低其他疾病風(fēng)險。