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Indispensable role of melatonin, a scavenger of reactive oxygen species (ROS), in the protective effect of Akkermansia muciniphila in cadmium-induced intestinal mucosal damage

某种肠道细菌 褪黑素 杯状细胞 活性氧 化学 细胞损伤 生物 微生物学 内分泌学 生物化学 上皮 肠道菌群 遗传学 有机化学
作者
Shuang Xie,Rui Zhang,Zhaoyan Li,Chunru Liu,Weiwei Xiang,Qianqian Lü,Yanyu Chen,Qinghua Yu
出处
期刊:Free Radical Biology and Medicine [Elsevier]
卷期号:193: 447-458 被引量:14
标识
DOI:10.1016/j.freeradbiomed.2022.10.316
摘要

The gastrointestinal tract is the main target of cadmium toxicity. However, whether Akkermansia muciniphila (A. muciniphila), which has been reported to be the next generation of promising probiotics, can alleviate cadmium-induced intestinal damage has not been investigated. In this study, we found that compared to the cadmium exposure group, mice gavaged with A. muciniphila showed less severe intestinal mucosal damage, with improved bodyweight, colon length, a decline in inflammation, and significantly increased glutathione and goblet cell numbers. Meanwhile, melatonin was interestingly found to be strikingly increased after A. muciniphila treatment. We then demonstrated that melatonin also could ameliorate the intestinal mucosal damage caused by cadmium through scavenging reactive oxygen species (ROS) and increasing the number of goblet cells. Furthermore, mice treated with inhibitors had a low level of melatonin and could not reproduce the beneficial effects of the A. muciniphila. Our results implied that the regulation of melatonin production by A. muciniphila is associated with an increase in enterochromaffin cells number, which determine melatonin secretion. This study indicated that the A. muciniphila-melatonin axis reduces cadmium-induced damage by increasing the goblet cells and scavenging the ROS, which may guide the prevention of the toxic effects of heavy metals.
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