粪菌移植对大鼠脓毒症相关性脑病的影响及机制
作者: 李素彦 [1] 张立涛 [2] 徐鑫 [2] 李旭蕊 [1] 李灿灿 [2] 李宁 [1] 郭慧 [2] 张亚玉
关键词: 粪菌移植 肠道菌群 脓毒症 脓毒症相关性脑病
摘要：目的 观察粪菌移植对脓毒症相关性脑病(SAE)大鼠肠道菌群及脑功能的影响.方法 选择60只成年雄性SD大鼠,按随机数字表法分为假手术组、模型组、粪菌移植组,每组20只.采用尾静脉注射脂多糖(LPS)10 mg/kg的方法复制脓毒症大鼠模型,粪菌移植组通过灌胃移植正常大鼠粪菌.于制模后6 d采集大鼠粪便检测肠道菌群水平;并监测脑功能变化,计算脑电图各波形比例;采用蛋白质免疫印迹试验(Western Blot)和免疫组化法检测各组大鼠脑皮质Iba-1的蛋白和阳性细胞表达.结果 ① 肠道菌群:模型组大鼠肠道菌群α多样性指数物种指数、Chao1指数较假手术组明显降低(物种指数:282±40比473±37, Chao1指数:730±21比837±27,均P＜0.05);粪菌移植组较模型组升高(物种指数:461±20比282±40, Chao1指数:840±16比730±21,P＜0.05).门、科和属水平分析显示,模型组大鼠肠道菌群中厚壁菌门和梭杆菌属比例较假手术组显著降低〔厚壁菌门:(22.12±1.34)%比(78.01±1.23)%,梭杆菌属:(2.03±0.17)%比(5.03±0.19)%,均P＜0.05〕,变形杆菌门、拟杆菌门和氨基酸球菌科、梭杆菌科、肠杆菌科及另枝菌属比例则明显升高〔变形杆菌门:(70.21±2.35)%比(19.45±2.17)%,拟杆菌门:(4.12±0.19)%比(2.50±0.64)% ;氨基酸球菌科:(12.51±0.87)%比(1.01±0.12)%,梭杆菌科:(13.62±1.27)%比(2.31±0.19)%,肠杆菌科:(18.24±2.13)%比(4.15±1.51)% ;另枝菌属:(4.53±0.27)%比(1.47±0.33)%,均P＜0.05〕;而粪菌移植组厚壁菌门和梭杆菌属水平比例则显著高于模型组〔厚壁菌门:(72.14±2.31)%比(22.12±1.34)%,梭杆菌属:(5.01±0.27)%比(2.03±0.17)%,均 P＜0.05〕,变形杆菌门、拟杆菌门和氨基酸球菌科、梭杆菌科、肠杆菌科比例则明显低于模型组〔变形杆菌门:(14.23±1.98)%比(70.21±2.35)%,拟杆菌门:(3.15±0.18)%比(4.12±0.19)%;氨基酸球菌科:(0.91±0.11)%比(12.51±0.87)%,梭杆菌科:(1.25±0.15)%比(13.62±1.27)%,肠杆菌科:(3.50±0.21)%比(18.24±2.13)%,均P＜0.05〕. ② 脑电图:模型组大鼠脑电图δ波比例较假手术组明显增加〔(16.86±0.50)%比(10.67±0.65)%,P＜0.05〕,粪菌移植组脑电图δ波比例则较模型组明显减少〔(12.87±0.60)%比(17.35±0.41)%,P＜0.05〕.假手术组出现异常脑电图的比例均为0,模型组制模后出现异常脑电图的比例明显增加〔δ优势波、θ优势波、低电压比例分别为66.7%(6/9)、66.7%(6/9)、77.8% (7/9)〕,粪菌移植组上述指标均较模型组明显降低〔粪菌移植组上述指标比例分别为9.1%(1/11)、9.1%(1/11)、18.2%(2/11)〕.③ Western Blot结果显示:模型组大鼠脑皮质中Iba-1蛋白表达水平较假手术组明显增高(Iba-1/β-actin :1.39±0.16比0.67±0.18,P＜0.05);粪菌移植组大鼠脑皮质中Iba-1蛋白表达则较模型组明显下降(Iba-1/β-actin :0.51±0.14比1.39±0.16,P＜0.05).④ 免疫组化显示:假手术组脑皮质无Iba-1阳性细胞;模型组脑皮质可见Iba-1阳性细胞;粪菌移植组脑皮质Iba-1阳性细胞数量较模型组少.结论 通过肠道菌群移植,可改善脓毒症大鼠的肠道菌群结构,减轻SAE.
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