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世界范围内肥胖症及其相关代谢疾病的流行以及迅速蔓延已经成为一个严重的问题,不仅对个人健康,也对家庭和社会造成了影响。越来越多的研究表明肥胖会引起胰岛素抵抗,粥样动脉硬化等一系列的代谢性疾病,对人体健康和寿命存在不小的威胁。肠道菌群在肥胖及其相关代谢性疾病的发生发展过程中扮演着重要角色。许多临床试验和动物模型证明以肠道菌群为靶点的膳食干预能够减轻肥胖及其相关代谢性疾病的相关症状。但是饮食,肠道菌群与宿主这三者之间的相互作用及其分子机制依然不明确。 在我们先前的实验中,一名肥胖志愿者(初始体重174.8kg,BMI58.8kg/m2)在接受为期23周的膳食干预后,体重下降51.4kg,高血脂、高血压、高血糖等症状都有明显改善。对其肠道菌群进行分析发现,该志愿者肠道内具有内毒素产生能力的肠杆菌属的含量从35%下降到检测不到的水平。我们从该志愿者的肠道内分离得到了一株可产生内毒素的阴沟肠杆菌B29并将其移植到无菌小鼠体内并进行了为期16周的动物实验。 我们利用高通量测序技术对无菌小鼠结肠细胞的基因表达进行检测,对比高脂饮食/普通饮食以及有无灌胃B29的小鼠的基因表达情况,我们检测到了279个差异表达基因,其中,Apoa4(fold change,2.77),Ido1(2.66),Cyp4a10(7.01)等基因表达上调,Cyp2e1(0.11),Cyp26b1(0.34),Akr1b7(0.42),Adipoq(0.36),Cyp1a1(0.11),Apoa1(0.44),Npc1l1(0.37),Tff2(0.13),Apoc1(0.30),Ctla2a(0.34),Mttp(0.49),Lpl(0.48)等基因表达下调。对差异表达基因进行富集分析,我们得到59个显著富集的GO生物过程和5条显著富集的KEGG通路,它们大部分与炎症,脂质、脂蛋白、固醇类物质代谢相关,其中 PPAR信号通路仅在高脂饮食和B29同时存在的情况下被显著富集。这些功能上的改变与动物实验中观察到的仅有 HFD+B29组无菌小鼠表现出的肥胖,胰岛素抵抗以及较高的炎症水平这些现象相一致。本研究阐述了无菌小鼠结肠细胞的基因表达对高脂饮食和阴沟肠杆菌B29压力的应答,为后续进一步研究高脂饮食,B29及宿主间的相互作用及其分子机制提供了坚实的基础。