低温胁迫对COPD模型大鼠肺部微生态变化的研究

发布时间：2020-07-27 21:43

【摘要】：目的:探讨低温条件下COPD模型大鼠肺部菌群的变化。方法:1.建立SD大鼠COPD的动物模型,采用烟熏联合脂多糖气管内滴注构建。实验分组:正常对照组、室温(21℃)COPD造模组、低温(5℃)COPD造模组。2.ELISA法检测正常对照组和造模后大鼠血清中相关炎性因子的表达水平以及HE染色法观察肺组织病理学改变。3.16SrDNA扩增测序:获取各组大鼠肺组织后,进行研磨匀浆,提取细菌基因组总DNA,采用PCR进行16SrDNA扩增,纯化并构建文库,采用HiSeq 2500PE250平台测序分析,对结果进行物种注释分类、聚类分析、多样性分析、物种差异分析以及菌群功能预测等生物信息学分析。结果:1.大鼠血清相关炎性因子检测结果显示,COPD造模组大鼠血清IL-1β、TNF-α的含量明显高于正常对照组,差异具有统计学意义((P0.05);IL-6的表达在正常对照组与COPD造模组之间均无明显差异(p0.05)。2.COPD大鼠肺组织病理学半定量分析结果显示,COPD造模组的MAN低于正常对照组,而MLI大于正常对照组,两者有统计学显著性差异(分别为P0.01和P0.01)。其中低温造模组的MLI较室温造模组稍低,MAN在室温造模组稍高,但两者无统计学差异(P0.05)。3.正常对照组与COPD造模组大鼠肺组织菌群的变化(1)测序分析示各组大鼠肺组织菌群在门水平共注释到7个门,主要有无壁菌门(Tenericutes)、变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、梭杆菌门(Fusobacteria)、以及低丰度的放线菌门(Actinobacteria)、蓝藻菌门(Cyanobacteria)等细菌门类,另外还有分类地位不明的未知细菌(Bacteria:Other)。(2)在属分类水平共注释到10个属,主要包括:支原体(Mycoplasma)、弧菌属(Vibrio)、丝状菌属(Filobacterium)以及低丰度的拟杆菌属(Bacteroides)、链杆菌属(Streptobacillus)、不动杆菌属(Acinetobacter)、普氏杆菌属(Prevotella_9)、博代氏杆菌属(Bordetella)、微杆菌属(Exiguobacterium)、Boechera_gunnisoniana等细菌属类;另外还有分类地位不明的未知细菌(Bacteria:Other)。(3)在门水平上,COPD造模组无壁菌门(Tenericutes)、放线菌门(Actinobacteria)、梭杆菌门(Fusobacteria)的相对丰度明显低于正常对照组(p0.05),变形菌门Proteobacteria的相对丰度明显增加(p0.00);在属水平上,支原体(Mycoplasma)的相对丰度较正常对照组减少(p0.05),而弧菌属(Vibrio)、拟杆菌属(Bacteroides)的相对丰度较正常对照组明显增加(p0.01)。(4)Alpha多样性分析提示正常对照组大鼠菌群多样性较室温造模组、低温造模组显著降低(p0.01),室温造模组菌群多样性也低于低温造模组,差异无统计学意义(p0.05)。(5)Beta多样性分析提示造模组大鼠肺组织菌群结构组成与正常对照组存在差异,其中低温造模组的肺组织菌群结构与正常对照组之间的差异最为明显。(6)物种差异性分析中,正常对照组中物种注释到特异性显著的菌属为假单胞菌属,而低温造模组的物种注释特异性显著的菌属为丝状菌属及鞘氨酸杆菌属。(7)菌群功能预测中Pathway注释到了细胞凋亡的新陈代谢途径以及碳水化合物、嘧啶生物合成、氨基-tRNA生物合成、氧化磷酸化代谢、能量代谢相关的途径。结论:1.COPD模型大鼠血清中TNF-α、IL-1β较正常对照组表达增加,TNF-α、IL-1β参与了COPD的气道炎症反应,并且起到一定的促炎作用。2.COPD模型大鼠肺组织菌群多样性和构成与正常对照组大鼠之间存在明显差异,疾病状态下大鼠肺部菌群结构发生失衡,低温条件可致COPD大鼠的肺部微生态发生改变。
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R563.9;R-332
【图文】：

肺脏,肉眼,肺泡,统计学

第 3 章结果各组大鼠肺组织平均内衬间隔(MLI)以及平均肺泡数(MAN)数据如单位面积内，B、C 模型组的 MAN 低于 A 正常对照组，而 MLI 大照组，两者有统计学显著性差异(分别为 P<0.005 和 P<0.005)。其中较 B 组稍低，MAN 在 C 组稍高，但两者无统计学差异(P>0.05)。表 3.1A、B、C 三组大鼠肺组织 MLI 和 MAN 的比较(x±S)组别鼠数(只) MLI(μm) MAN（个/10-2）A 5 33.56±4.21 4.62±0.33B 8 44.28±3.52** 3.69±0.40**C 5 40.31±3.86** 3.82±0.27****与 A 组(正常对照组)比较 P<0.01

HE染色,肺泡,统计学,内衬

HE染色,肺脏,肉眼

图 3-1 造模组及正常对照组肺脏肉眼观图 3-2 COPD 造模型组大鼠肺组织 HE 染色 100×图 3-3 正常对照组大鼠肺组织 HE 染色：小气道、小血管（左两图均 400×，右图为 40×）图3-4COPD 模型组大鼠肺组织HE 染色：小气道、小血管病变（左两图均400×，右图为40×）

【参考文献】