背景脓毒症(Sepsis)是宿主对感染反应失调导致的器官功能障碍综合征[1],是ICU常见病,死亡率高。脓毒症的病理机制及其复杂,目前尚不十分明确。脓毒症的治疗一般是支持性的,包括液体复苏、血管活性物质和抗生素治疗以消除病原体。脓毒症患者常伴胃肠功能障碍,造成肠道菌群紊乱、肠道渗透性增加,细菌易位进一步使疾病恶化,加重患者病情,严重影响其预后。传统中药大黄作为临床常用泻下类中药,有泻下攻积、泻火解毒、祛瘀通经之功效,在临床上广泛应用于休克、急性胰腺炎、多器官功能障碍综合征、脓毒症、腹腔感染等。大黄素为其有效成分,能改善肠屏障功能障碍,然而大黄素对脓毒症小鼠肠道菌群和免疫稳态方面的作用机制尚不明确。本研究应用大黄素从调节肠黏膜屏障完整性、肠道菌群和免疫稳态方面阐述对脓毒症小鼠肠功能障碍的作用机制,为临床应用提供实验支撑。目的探究大黄素对脓毒症小鼠一般生命状态、各组小鼠生存率、肠病理学改变、细胞炎性因子、肠系膜淋巴结细菌移位和肠紧密连接等影响;探究大黄素对脓毒症小鼠肠道微生态的影响,分析脓毒症小鼠肠道微生态菌群改变的特征,寻找肠微生态的生物标志物为脓毒症的治疗提供实验依据;在外周血蛋白水平上筛选脓毒症的敏感分子标志物,并分析大黄素对脓毒症炎症免疫反应的影响。方法实验一:采用盲肠结扎与穿孔术(Cecal ligation and punctual,CLP)建立脓毒症小鼠模型,实验分为:假手术组、模型组和大黄素组。在造模前分别给予大黄素组不同剂量大黄素混悬溶液(高、中、低剂量组),模型组生理盐水,连续腹腔注射5天,观察各组小鼠的一般生命状态和7天存活率。实验二:以提高生存率最显著的剂量作为后续实验剂量,在造模后第24 h、48 h,分别对假手术组、模型组和大黄素组进行采样和指标检测。对小鼠回肠组织进行HE染色观察肠壁病理状态;ELISA检测小鼠血清炎症因子IL-1β、IL-6和TN F-α含量;Western blot检测回肠组织Occludin蛋白表达;传统细菌培养法检测造模后第48小时各组肠系膜淋巴结中大肠杆菌移位情况。实验三:造模后第24 h、48 h分别采集假手术组、模型组和大黄素组小鼠新鲜粪便,采用16SrDNA高通量测序技术对肠道微生态进行分析,对各组小鼠肠道菌群的主要组成和显著表达差异进行比较。实验四:造模后第24 h、48 h分别采集假手术组、模型组和大黄素组小鼠血清,采用液相芯片技术,筛选对脓毒症具有诊断价值的生物标志物,建立免疫稳态。结果实验一:大黄素中剂量组显著提高脓毒症小鼠生存率,提高小鼠一般生命状态。实验二:(1)大黄素组减少回肠上皮细胞浸润,明显改善回肠上皮细胞形态,增强上皮细胞的完整性;(2)大黄素组显著降低脓毒症小鼠血清炎性因子IL-1β、IL-6和TNF-α表达;(3)大黄素组减少肠系膜淋巴结的细菌移位和增加回肠上皮细胞紧密连接相关蛋白表达。实验三:(1)脓毒症小鼠肠道菌群构成比例发生显著变化,造成肠道菌群紊乱,厚壁菌门减少,变形菌门增加;在科、属水平上,兼性厌氧菌丰度上调,专性厌氧菌丰度下调;(2)大黄素干预显著上调脓毒症模型小鼠肠道菌群多样性和物种丰度;(3)在脓毒症早期大黄素有效平衡脓毒症模型小鼠肠道菌群构成,抑制致病菌的生长。实验四:(1)大黄素干预后抗炎因子水平如IL-4和IL-10及促炎因子IL-1β、IL-2、IL-6和TNF-α显著降低;(2)对于通路的富集分析,模型组和大黄素组差异表达基因主要参与了与炎症免疫相关的信号通路,细胞因子-细胞因子-受体相互作用、趋化因子信号通路、炎症性肠病(IBD)、IL-17信号通路、T细胞受体信号通路等,建立免疫稳态,对脓毒症具有较好的预警诊断价值。结论大黄素通过调节肠黏膜屏障完整性、肠道菌群和免疫稳态改善脓毒症小鼠肠功能障碍。