短链脂肪酸保护菌群失调小鼠的神经系统发育
背景越来越多的研究将人类及其宿主细菌定义为一个整体，证明整体之间的交流超越了肠道，肠道中的微生物群与肝脏疾病、过敏、糖尿病、自身免疫性关节炎甚至神经系统疾病有关。肠道微生物群在调节大脑功能方面至关重要。出生后早期新生儿的大脑发育迅速，肠道菌群早期定植期间的不平衡，能够通过免疫反应和神经元分化的异常改变，影响的新生儿大脑的正常发育。短链脂肪酸，是肠道细菌通过底物发酵后产生的代谢物，可以明显有效地影响宿主营养功能和维持宿主机体功能稳态。在临床治疗中，早产儿应用抗生素非常普遍，所以对于在抗生素应用后，出现的肠道菌群失调，其对肠脑轴发育的影响和短链脂肪酸在这个过程中发挥的作用，都值得进一步的研究。 目的本研究通过新生小鼠灌胃抗生素建立肠道菌群失调模型，再分别予双歧杆菌和粪菌移植液帮助重新建立肠道微生态，比较各组小鼠粪便标本在各时期中短链脂肪酸含量、认知功能情况及脑组织标志蛋白表达情况，探明短链脂肪酸在新生肠道菌群失调小鼠的肠脑轴中的角色。 方法本实验选用7日龄，C57BL/6J小鼠，一共40只，将其随机均分为四组：A.对照组；肠道菌群失调模型组：B.双歧杆菌干预组；C.粪菌移植液干预组；D.阴性干预组。实验的第1天到实验的第7天，肠道菌群失调模型组（B.双歧杆菌干预组、C.粪菌移植液干预组、D.阴性干预组）的三组小鼠，分别给予抗生素灌胃7天，对照组则只给纯水灌胃7天；第8天到第21天，A组：予纯水灌胃；B组：双歧杆菌混悬液灌胃；C组：粪菌移植液灌胃；D组：纯水灌胃。前三周分别于第1天、第7天、第21天收集小鼠粪便标本。从实验第22天开始，进行莫里斯水迷宫实验。实验全部结束后，处死小鼠取脑组织，再分别进行免疫组化和蛋白印迹法，对比分析结果进行小鼠中枢神经系统发育情况的评估，评估指标是定量小鼠脑组织中标志性蛋白的表达。 结果抗生素给药后出现肠道菌群失调。神经标志物蛋白(IBA1和MBP)的表达在肠道菌群失调小鼠中显著降低（P＜0.05），并伴随着短链脂肪酸尤其是丙酸和丁酸的减少（P＜0.05），而肠道微生态重建干预（双歧杆菌混悬液灌胃和粪菌移植液灌胃）可以增加IBA1和MBP的表达（P＜0.05）。小鼠水迷宫行为学实验结果提示，与对照组相比，早期出现肠道菌群失调的小鼠表现出认知和学习障碍。同时，随着肠道微生态恢复，短链脂肪酸水平升高，认知功能一定程度上改善。 结论发生在小鼠的出生早期的菌群失调能够影响中枢神经系统的功能，影响认知功能的建立，而短链脂肪酸是肠脑轴中不可缺少的、作为信号分子的细菌代谢物，在这个过程中，也扮演了至关重要的角色。
肠道菌群;短链脂肪酸;IBA1;MBP;肠脑轴
安徽医科大学
硕士
儿科学
程雁
2022
中文
R574.62
2022-09-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）