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目的:本实验旨在通过硫代乙酰胺(TAA)建造急性肝损伤大鼠模型,观察该模型的肠道菌群及血清代谢物的变化,进而探讨乳果糖对模型上述观察指标的影响作用,以期为急性肝损伤的临床治疗提供新思路。方法:将36只健康清洁级雄性SD大鼠适应性喂养1周后随机分为3组:正常对照组(DZ组)、模型组(ALI组)和乳果糖干预组(RG组),每组12只,均给予普通饲料喂养,RG组按7ml/kg予乳果糖温开水稀释后每天灌胃一次,DZ组和ALI组则给予等量的生理盐水;实验全程给予乳果糖干预,共7天。实验第6天和第7天,对RG组和ALI组的大鼠腹腔内注射TAA(200 mg/kg),制备急性肝损伤模型,DZ组则以2ml生理盐水代之,实验第8天,对隔夜禁食的各组大鼠在麻醉状态下于腹主动脉取血,分别用于血ALT、TBIL、ALB、D-乳酸及血清代谢物的检测;取血结束后,切取肝脏组织标本进行HE染色,观察其病理学改变;无菌操作收取大鼠新鲜粪便,通过16S r DNA测序技术研究肠道菌群结构变化;最后利用液质联用技术(LC-MS)对各组大鼠血清代谢物进行代谢组学分析,鉴定出各组间的差异代谢物。结果:1.大鼠肝功能结果:ALI组对比DZ组:ALT、TBIL水平均明显升高,差异有统计学意义(P<0.05);RG组对比ALI组:ALT、TBIL水平均显著降低(P<0.05);RG组上述指标对比Nor组亦有差异(P<0.05);ALI组对比DZ组:ALB明显降低(P<0.05),RG对比ALI组:ALB升高,但无统计学差异(P>0.05),RG组对比DZ组亦有统计学差异(P<0.05)。2.大鼠肠道屏障功能变化:ALI组对比Nor组:血清D-乳酸显著升高(P<0.05);RG组对比ALI组:血清D-乳酸显著降低(P<0.05);RG组与DZ组之间血清D-乳酸含量差异无统计学意义(P>0.05)。3.肝脏病理结果:DZ组:肝小叶结构完整,中央静脉未见淤血,肝索径向排列于中央静脉周围,肝窦结构清晰。ALI组:肝小叶结构完整,中央静脉可见瘀血,肝小叶可见点状坏死、灶状坏死及桥接坏死,门管区存在大量炎性细胞浸润;RG组:肝细胞可见气球样变,部分肝小叶周围存在点状坏死,未见灶状坏死,炎性细胞浸润程度较轻。三组均未见肝组织纤维化及明显的肝细胞再生。4.回肠组织HE染色:DZ组:回肠黏膜结构清晰完整,绒毛排列紧密且规整;ALI组:回肠粘膜变得萎缩增粗,绒毛排列稀疏且紊乱,其中可见部分细胞发生脱落,伴有炎性细胞浸润。RG组对比ALI组:回肠粘膜结构基本完整,绒毛排列略稀疏,绒毛轻度水肿。5.回肠组织扫描电镜:DZ组:回肠绒毛形态宽阔,排列方式紧凑而规律。ALI组:回肠绒毛扁平,排列疏松而不规整,可见部分倒伏、破损。RG组对比ALI组:回肠绒毛形态较丰满,排列相对致密、规整。6.粪便菌群16S高通量测序结果6.1实验大鼠肠道菌群多样性分析Alpha多样性指数分析结果:ALI组对比DZ组:ace指数降低,差异有统计学意义(P<0.05);RG对比ALI组:ace指数升高,但差异无统计学意义(P>0.05),提示急性肝损伤大鼠肠道微生物丰富度降低,而乳果糖可使急性肝损伤大鼠肠道微生物丰富度趋于恢复。ALI组对比DZ组:Simpson指数降低(P<0.05);RG对比ALI组:Simpson指数升高,但差异无统计学意义(P>0.05),提示急性肝损伤大鼠肠道微生物多样性降低,而乳果糖可使急性肝损伤大鼠肠道微生物多样性趋于恢复。6.2肠道菌群分布情况本实验中三组大鼠肠道菌群变化主要集中在以下菌门:厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、变形菌门(Proteobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、放线菌门(Actinobacteria)。DZ组:肠道菌群以厚壁菌门、拟杆菌门为主,菌群丰度占总体分别约为70%、18%,其次为疣微菌门、放线菌门和变形菌门;ALI组:仍以厚壁菌门和拟杆菌门为主,菌群丰度占总体分别约为31%、45%,其次为变形菌门和疣微菌门;RG肠道菌群亦以厚壁菌门和拟杆菌门为主,菌群丰度占总体分别约为38%、32%,其次为放线菌门、疣微菌门,菌群丰度占总体分别约为16%、12%。6.3组间差异物种分析6.3.1门水平差异物种分析:ALI组对比DZ组:大鼠肠道菌群中厚壁菌门比例降低,而拟杆菌门比例升高,差异均具有统计学意义(P<0.05),此外放线菌门比例亦有降低,但无统计学差异(P>0.05);RG组对比ALI组:大鼠肠道菌群中放线菌门比例升高(P<0.05),而厚壁菌门比例升高、拟杆菌门比例降低,但均无统计学差异(P>0.05)。6.3.2属水平差异物种分析:ALI组对比DZ组:ALI组拟杆菌门中的拟杆菌属菌群丰度升高,而放线菌门中的双歧杆菌属、厚壁菌门中的乳酸杆菌属菌群丰度都降低,除双歧杆菌外,上述差异均有统计学意义(P<0.05);RG组对比ALI组:双歧杆菌属菌群丰度升高(P<0.05),乳酸杆菌属菌群丰度升高、拟杆菌属菌群丰度降低,但均无统计学差异(P>0.05)。7.血清代谢组学分析ALI组对比DZ组:含量降低的差异代谢物为犬尿喹啉酸(Kynurenic acid);含量升高的代谢物为甘氨鹅脱氧胆酸(Glycochenodeoxycholic acid),差异均有统计学意义(P<0.05)。RG组对比ALI组:各代谢物含量变化与上述结果相反,含量升高的代谢物为犬尿喹啉酸;含量降低的代谢物为甘氨鹅脱氧胆酸,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:1.腹腔注射TAA能诱导产生急性肝损伤大鼠模型,导致肝功能受损、肝脏产生病理变化,肠道菌群多样性及丰度降低,肠道中条件致病菌-拟杆菌属增加,有益菌群-双歧杆菌属和乳酸杆菌属减少。2.乳果糖可以减轻肝脏坏死程度,保护肝脏功能,降低血ALT、TBIL。3.乳果糖能恢复急性肝损伤大鼠肠道菌群的多样性及菌群丰度,富集双歧杆菌属、乳酸杆菌属,降低拟杆菌属。4.急性肝损伤大鼠存在胆汁淤积和色氨酸代谢异常,表现为结合胆汁酸-甘氨鹅脱氧胆酸含量升高,色氨酸代谢产物-犬尿喹啉酸含量降低,而上述异常可能与肠道菌群紊乱相关;乳果糖可能通过调节肠道菌群来改善上述异常,降低甘氨鹅脱氧胆酸、提升犬尿喹啉酸的含量,从而改善肝脏及肠道病情。