口服抗生素改变大鼠肠道菌群和大脑海马脑源性神经营养因子的表达及其恢复

发布时间：2017-03-27 20:15

  本文关键词：口服抗生素改变大鼠肠道菌群和大脑海马脑源性神经营养因子的表达及其恢复，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：研究背景：肠道正常菌群的数量巨大,主要定植在肠下游,并与宿主共生,可以帮助宿主抵抗病原菌的入侵、促进营养吸收及调节免疫系统的发育等。最近的研究表明,肠道菌群通过代谢、神经、免疫和内分泌等途径影响CNS (Central Nervous System,中枢神经系统)的功能。这几条途径分别通过不同的生物活性物质来发挥作用,在代谢途径：菌群可将食物中的Trp (Tryptophan,色氨酸)代谢为5-HT (5-hydroxytryptamine,5-羟色胺)或犬尿酸(Kynurenic acid),或直接产生神经递质GABA (γ-aminobutyric, γ氨基丁酸)起作用。在神经途径：菌群通过连接肠壁和中枢的迷走神经发挥作用。在免疫途径：通过菌群作用于肠粘膜免疫细胞产生各种细胞因子,分泌至血液。在内分泌途径：菌群通过影响肠内分泌细胞分泌5-HT等起作用。而大脑也可因为紧张和压力,释放CORT (Corticosterone,肾上腺酮)、E(Epinephrine,肾上腺素)和NE(Noradrenaline,去甲肾上腺素)等,通过这些递质影响肠道菌群。各条途径可能是并行的,同时在不同水平也存在相互影响。这种双向交流机制,使得大脑能够调控胃肠道功能并对微生物入侵做出反应,同时,胃肠道的改变也会影响CNS和情绪。大脑内的海马与个体的认知功能、记忆构建及情绪管理有关。海马分泌的BDNF (Brain-Derived Neurotropic Factor,脑源性神经营养因子)是一类对神经元的发育和正常生理功能起重要作用的蛋白,它能支持神经元的存活、调节细胞分化和基因表达,促进轴突的生长和正常生理功能的恢复。近年来,将益生菌应用于包括自闭症、抑郁和焦虑等精神疾病的治疗中,取得了一定的效果。而肠道菌群是怎样影响宿主CNS,其具体的机制尚不十分清楚。因此研究肠道菌群对CNS的作用具有理论和实际应用的价值。目的：探讨口服抗生素大鼠肠道菌群变化及海马BDNF的表达及其能否恢复。方法：1.雄性SD大鼠,180-220g,40只,随机分为四组,每组10只。三周对照组一直饮用纯净水,抗生素组的饮用水中添加肠道不吸收的抗生素,它是新霉素、杆菌肽和游霉素三种抗生素的混合物(新霉素5 mg/mL;杆菌肽5mg/mL;游霉素1.25μg/mL),饮用三周,建立菌群改变模型。六周对照组一直饮用纯净水,恢复组饮用三周上述抗生素后,改为纯净水,再饮用三周,建立菌群恢复的模型。2. DGGE (Denaturing Gradient Gel Electrophoresis,变性梯度凝胶电泳)检测肠道菌群多样性改变；高通量16S rDNA V4区测序分析肠道菌群的组成。3.实时定量PCR检测大鼠大脑海马BDNF及IL-1β (Interleukin-1β,白细胞介素-1p)的改变。4.HE染色(Haematoxylin and eosin,苏木精伊红染色法)及电镜观察结肠组织形态学变化,实时定量PCR检测结肠IL-1p和IL-10 (Interleukin-10,白细胞介素-10)、Dph (Dopamine-β-hydroxylase,多巴胺p羟化酶)的表达。5.动物行为学Step-down实验检测其焦虑程度。结果：1.抗生素处理大鼠三周其肠道菌群的多样性和对照相比降低(Simpson指数,抗生素组为0.17±0.023,对照组为0.043±0.0033,p0.05；Shannon指数,抗生素组为2.7±0.081,对照组为4.5±0.039,p0.05),类杆菌属(Bactero、ides)、理研菌科(Rikenellaceae)中的未知名属、毛螺旋菌科的瘤胃球菌属(Ruminococcus)、克雷伯菌属(Klebsiella)等的百分含量升高,而副类杆菌属(Parabacteroides)、乳杆菌属(Lactobacillus)、罗氏菌属(Roseburia)、颤螺菌属(Oscillospira)、瘤胃球菌科的瘤胃球菌属(Ruminococcus)、考拉杆菌属(Phascolarctobacterium)、萨特菌属(Sutterella)、螺杆菌属(Helicobacter)、厌氧支原体属(Anaeroplasma)等的百分含量显著降低：恢复三周后大鼠的肠道菌群多样性恢复(Simpson指数,恢复组为0.043±0.019,对照组为0.037±0.0033,p0.05; Shannon指数,恢复组为4.5±0.28,对照组为4.5±0.10,p0.05),之前与对照组明显不同的类杆菌属、理研菌科的未知名属、克雷伯菌属、乳杆菌属、罗氏菌属、颤螺菌属、考拉菌属、萨特菌属等的百分含量均得到恢复,而寡源杆菌属(Oligella)、毛螺旋菌科的罗氏菌属(Roseburia)等的百分含量未恢复。2.抗生素处理三周大鼠大脑海马BDNF mRNA的表达水平明显高于对照组,海马BDNF mRNA的表达水平与对照组的相对含量为1.6：1.0(对照组人为的设为1.0),(p0.05),恢复三周时BDNF与对照组为1.1：1.0(对照组人为的设为1.0),(p0.05)。3.抗生素处理三周,大鼠的结肠粘膜下层疏松,炎性细胞浸润较明显,结肠内促炎因子IL-1β的]mRNA表达明显升高(抗生素组为2.7±0.072×10-3,对照组为0.94±0.049×10-3,p0.01),而抗炎因子IL-10的mRNA表达明显下降(抗生素组为3.4±0.21×10-5,对照组为5.8±0.26×10-5p0.05)；恢复三周时大鼠结肠粘膜层完整,肠管无扩张,无明显的炎性细胞聚集,与对照组相比无病理上的差别,促炎因子IL-1β和抗炎因子IL-10的表达与对照组相比无显著性差异(p0.05)。4.抗生素处理大鼠三周引起结肠内合成NE的酶即D胁的升高(抗生素组为14.6±1.7×10-6,对照组为8.8±0×10-7,p0.05),而这种变化在恢复三周时回到正常水平(恢复组为13.8±0.9×10-6,对照组为12.3±0.7×10-6,p0.05)。5.抗生素处理大鼠三周不引起其大脑海马内促炎因子IL-1β变化,电镜下未见结肠微绒毛的明显改变。6.在三周和六周时分别对大鼠进行行为学Step-down实验,相比于对照组,抗生素组大鼠走下平台的时间略短,但无显著性差异(p0.05)。结论：该组抗生素能够改变大鼠肠道菌群组成,同时有大脑海马BDNF的表达增高及结肠的轻微炎症,改为饮水后,菌群的恢复伴有BDNF的恢复及结肠炎症的好转。
【关键词】：抗生素 肠道菌群 脑源性神经营养因子 结肠炎症 恢复
【学位授予单位】：大连医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R363
【目录】：

• 中文摘要6-9
• 英文摘要9-13
• 前言13-15
• 材料和方法15-18
• 结果18-30
• 讨论30-34
• 结论34
• 参考文献34-40
• 综述40-53
• 参考文献47-53
• 攻读学位期间发表文章情况53-54
• 致谢54

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈琛;江振友;宋克玉;施珊珊;严群超;吴莎;孙毅凡;;中草药对小鼠肠道菌群影响的实验研究[J];中国微生态学杂志;2011年01期

2 李巧巧;王莉;胡永红;;七才汤对小鼠肠道菌群影响的研究[J];湖北民族学院学报(医学版);2011年01期

3 杨景云;马淑霞;李俭;丛淑珍;于敏;;低温对小鼠肠道菌群的影响及中药903Ⅱ号的调节作用[J];佳木斯医学院学报;1991年05期

4 杨景云;马淑霞;李俭;丛淑珍;于敏;霍继明;;低温对小鼠肠道菌群的影响及中药903Ⅱ号的调节作用[J];中国微生态学杂志;1993年01期

5 傅金衡,魏华,孙红斌,许杨,袁勇芳;抗生素伴侣调节小鼠肠道菌群作用的研究[J];中国微生态学杂志;2000年05期

6 张力华;黄代勇;王卫华;李开军;盛洪;周小红;;甘露低聚糖对小鼠肠道菌群的调节作用[J];中国中西医结合消化杂志;2006年06期

7 杨景云;李丽秋;马淑霞;迟振富;张桂春;于敏;霍继明;;中药903对抗生素脱污染小鼠肠道菌群的影响[J];佳木斯医学院学报;1991年05期

8 颜玉，孙绍杰，杨景云，于敏;中药931－Ⅰ号对脱污染小鼠肠道菌群的调整及机制初探[J];中国微生态学杂志;1995年06期

9 赵霖,冉陆,丛涛,鲍善芬,田鹤,杨宝兰,李志刚;蔬菜类保健食品“赛金”等对大鼠肠道菌群影响的实验研究[J];中国微生态学杂志;2000年04期

10 史权,薛艳华,赵光远,杨景云,马淑霞,李俭,李立秋,聂清,刘君兴,施中凯,宋淑贤;对大鼠肠道菌群有调整作用的中药筛选[J];黑龙江医药科学;2005年01期

中国重要会议论文全文数据库 前6条

1 赵霖;冉陆;丛涛;鲍善芬;田鹤;杨宝兰;李志刚;;蔬菜类食品对生长中大鼠肠道菌群影响的实验研究[A];中国营养学会第八次全国营养学术会议论文摘要汇编[C];2000年

2 廖吕燕;马玉芳;李健;黄一帆;;“芪苓”制剂多糖对环磷酰胺免疫损伤小鼠肠道菌群的影响[A];中国畜牧兽医学会2010年学术年会——第二届中国兽医临床大会论文集(下册)[C];2010年

3 周波;王晓红;宋儒;郭连营;张卓;徐超;;玉米紫色植株花色苷色素对小鼠肠道菌群影响的实验研究[A];中国营养学会营养与保健食品分会第五届学术研讨会论文集[C];2007年

4 孙海峰;刘伟;张力增;郭小青;秦雪梅;;大鼠肠道菌群基因组DNA提取及其多态性分析[A];药学发展前沿论坛及药理学博士论坛论文集[C];2008年

5 黄晓飞;夏芳珍;陆颖理;;高脂饮食诱导肥胖对大鼠肠道菌群影响的研究[A];中华医学会第十二次全国内分泌学学术会议论文汇编[C];2013年

6 刘伟;孙海峰;秦雪梅;张丽增;郭小青;;ERIC-PCR指纹图谱技术分析逍遥散对CUMS大鼠肠道菌群的影响[A];中国药理学会第十次全国学术会议专刊[C];2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 刘思思;乳酸菌利用低聚糖的特性及在肠道中的作用[D];江南大学;2015年

2 陈星星;传统发酵酸面团菌群结构的对比及优选菌株益生性能研究[D];南昌大学;2015年

3 甘敏;双歧杆菌胞外多糖益生功能及机理的初步探究[D];南昌大学;2015年

4 范佳惠;L.plantum和E.coli细胞壁肽聚糖缓释微球对小鼠肠道菌群及机体免疫调节作用的研究[D];黑龙江大学;2015年

5 李岩;急性呼吸窘迫综合症大鼠肠道菌群的变化[D];滨州医学院;2014年

6 牛晓曼;祛浊通痹方对高尿酸血症模型大鼠肠道菌群结构的影响[D];浙江中医药大学;2016年

7 陈凤;口服抗生素改变大鼠肠道菌群和大脑海马脑源性神经营养因子的表达及其恢复[D];大连医科大学;2015年

8 李宛真;电针调控肥胖模型小鼠肠道菌群元基因组研究[D];成都中医药大学;2012年

9 李丽婷;小鼠肠道菌群构成与肥胖易发性的研究[D];江南大学;2015年

10 赵胜娟;实时荧光定量PCR法检测双歧杆菌对小鼠肠道菌群影响的研究[D];新疆农业大学;2008年

  本文关键词：口服抗生素改变大鼠肠道菌群和大脑海马脑源性神经营养因子的表达及其恢复，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：271014