BACKGROUND Short-chain fatty acids (SCFAs) are a group of microbial metabolites of undigested dietary fiber, protein and unabsorbed amino acids in the colon, well-known for their gut health promoting benefits. A relatively high intestinal level of valerate was found in the healthy human subjects. However, the intestinal protection effects and the underlying mechanism of valerate are waiting to be verified and elucidated. METHODS AND RESULTS In the present study, valerate, a SCFAs mainly converted from proteins or amino acids, was demonstrated to promote intestinal barrier function at its physiological concentrations of 0-4 mM in the Caco-2 cell monolayer model of intestinal barrier using transepithelial electrical resistance (TEER) assay and paracellular permeability assay. Valerate achieved the maximum increase in the TEER at 2 mM and reduced the paracellular permeability. Its intestinal barrier function promoting activity is similar to that of butyrate, with a broader range of effective concentrations than the later. Through western blot analysis, this activity is linked to the valerate-induced AMPK activation and tight junctions (TJs) assembly, but not to the reinforced expression of TJs related proteins. CONCLUSIONS It provides direct experimental evidence supporting valerate's function in intestinal health, implying the once under-valued function of valerate and its amino acid precursors. The valerate's role in regulating intestine homeostasis and its possible synergetic effects with other SCFAs warranted to be further investigated.

中文翻译：

---

戊酸对培养的 Caco-2 上皮细胞单层肠屏障功能的影响。

背景 短链脂肪酸 (SCFA) 是结肠中未消化的膳食纤维、蛋白质和未吸收的氨基酸的一组微生物代谢物，以其促进肠道健康的益处而闻名。在健康的人类受试者中发现了相对较高的肠道戊酸水平。然而，戊酸的肠道保护作用及其潜在机制仍有待验证和阐明。方法和结果 在本研究中，戊酸是一种主要由蛋白质或氨基酸转化的 SCFA，在使用跨上皮电的 Caco-2 细胞单层肠屏障模型中，其生理浓度为 0-4 mM 时被证明可以促进肠屏障功能。抗性（TEER）测定和细胞旁通透性测定。Valerate 在 2 mM 时实现了 TEER 的最大增加并降低了细胞旁通透性。其肠道屏障功能促进活性与丁酸盐相似，有效浓度范围较后者更广。通过蛋白质印迹分析，该活性与戊酸诱导的 AMPK 活化和紧密连接 (TJs) 组装有关，但与 TJs 相关蛋白的增强表达无关。结论 它提供了直接的实验证据支持戊酸在肠道健康中的作用，暗示了戊酸及其氨基酸前体曾经被低估的功能。戊酸盐在调节肠道稳态中的作用及其与其他 SCFA 的可能协同作用值得进一步研究。其肠道屏障功能促进活性与丁酸盐相似，有效浓度范围较后者更广。通过蛋白质印迹分析，该活性与戊酸诱导的 AMPK 活化和紧密连接 (TJs) 组装有关，但与 TJs 相关蛋白的增强表达无关。结论 它提供了直接的实验证据支持戊酸在肠道健康中的作用，暗示了戊酸及其氨基酸前体曾经被低估的功能。戊酸盐在调节肠道稳态中的作用及其与其他 SCFA 的可能协同作用值得进一步研究。其肠道屏障功能促进活性与丁酸盐相似，有效浓度范围较后者更广。通过蛋白质印迹分析，该活性与戊酸诱导的 AMPK 活化和紧密连接 (TJs) 组装有关，但与 TJs 相关蛋白的增强表达无关。结论 它提供了直接的实验证据支持戊酸在肠道健康中的作用，暗示了戊酸及其氨基酸前体曾经被低估的功能。戊酸盐在调节肠道稳态中的作用及其与其他 SCFA 的可能协同作用值得进一步研究。这种活性与戊酸诱导的 AMPK 活化和紧密连接 (TJs) 组装有关，但与 TJs 相关蛋白的增强表达无关。结论 它提供了直接的实验证据支持戊酸在肠道健康中的作用，暗示了戊酸及其氨基酸前体曾经被低估的功能。戊酸盐在调节肠道稳态中的作用及其与其他 SCFA 的可能协同作用值得进一步研究。这种活性与戊酸诱导的 AMPK 活化和紧密连接 (TJs) 组装有关，但与 TJs 相关蛋白的增强表达无关。结论 它提供了直接的实验证据支持戊酸在肠道健康中的作用，暗示了戊酸及其氨基酸前体曾经被低估的功能。戊酸盐在调节肠道稳态中的作用及其与其他 SCFA 的可能协同作用值得进一步研究。