粪菌移植对脂多糖诱导的大鼠急性肺损伤的影响及调控机制

发布时间：2020-09-08 09:43

　　目的:通过粪菌移植(FMT)处理脂多糖(LPS)诱导的大鼠急性肺损伤(ALI),研究对肺组织中胞内磷脂酰肌醇激酶(PI3K)/蛋白激酶(AKT)/核因子(NF)-κB信号通路表达的调控,探讨粪菌移植干预ALI可能的作用机制,为ALI的早期治疗提供新的方法和可能的实验依据。方法:采用随机数字表法,将15只成年健康雄性SD大鼠分为对照组、模型组和干预组,每组5只,模型组、干预组分别腹腔内注射LPS复制大鼠ALI模型,于造模完成24h后,干预组每日给予粪便(10ml/kg)灌胃2次,对照组和模型组同时给予等量生理盐水灌胃,干预持续2天,于最后一次FMT 24h后,抽取3组大鼠动脉血行动脉血气分析检测,然后处死大鼠,用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测血清、支气管肺泡灌洗液(BALF)中细胞间黏附分子-1(ICAM-1)的含量,取出左肺检测肺湿/干重比值,右肺行肺组织H-E染色及病理学评分,免疫组化检测肺泡上皮细胞中的NF-κB的核表达和ICAM-1的表达,Western印迹法检测PI3K/AKT信号通路相关蛋白表达。收集大鼠粪便样品并提取DNA,对16S核糖体RNA基因(16SrDNA)的V3、V4区聚合酶链式反应产物(PCR)产物进行高通量测序,并对操作分类单元(OTU)为分类基础的微生物群落进行生物信息学分析。结果:与对照组相比,模型组大鼠肺湿干重比(W/D)比值增高(3.40±0.91比1.74±0.73,P0.05),肺组织病理评分增加(分:10.32±0.23比1.87±0.54,P0.05),动脉血氧分压(PaO_2)均有明显下降[(79.2±5.89)mmHg比(95.2±2.77)mmHg,1mmHg=0.133kPa,PO.05];肠道菌群测序结果揭示对照组含1213个OTU,模型组含1303个OTU,干预组含1207个OTU,共享OTU为593个,共有的OTU所占百分比为67.5%。模型组多样性指数显著高于对照组,而模型组的厚壁菌门(在门级)、乳酸杆菌属(在属级)显著低于对照组,肠道菌群结构较不稳定;模型组血清、BALF中ICAM-1含量及其胞膜的相对表达量均显著高于对照组[(8.64±0.87)比(7.40±0.32)ng/L、(0.941±0.035)比(0.739±0.079)ng/L、(0.250±0.010)比(0.076±0.010)](均P0.05),且模型组NF-κB的p-P65、p-PI3K及p-AKT(p代表磷酸化)核蛋白相对表达量均显著高于对照组(4.89±0.27比3.28±0.13、0.265±0.030比0.036±0.013及0.444±0.040比0.109±0.016)(均P0.05)。FMT后上述损伤效应减轻,干预组肺W/D(2.11±0.81)、肺组织病理评分(分:5.28±0.94)均显著低于LPS组,干预组PaO_2[(88.0±3.53)mmHg]显著高于模型组;肠道菌群测序干预组多样性指数显著低于模型组,干预组乳酸杆菌属显著高于模型组;血清、BALF中ICAM-1含量[(7.44±0.46)、(0.834±0.040)ng/L]及其胞膜的相对表达量(0.173±0.030)以及NF-κB的p-P65、p-PI3K及p-AKT核蛋白相对表达量(2.99±0.28、0.090±0.013、0.206±0.018)均显著低于模型组(均P0.05)。结论:采用5mg/kg LPS 1次腹腔内注射可成功复制大鼠ALI模型,ALI大鼠的肠道菌群出现失调,FMT可以纠正失衡的肠道菌群结构,恢复肠道菌群后的大鼠ALI的肺组织炎症得以改善,其调控作用机制可能与抑制PI3K/AKT/NF-κB信号通路活化、减少炎症因子ICAM-1等表达有关。
【学位单位】：西南医科大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：R563.8

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