丁酸梭菌对于高脂膳食诱导的小鼠肥胖和结肠免疫紊乱的调节作用

发布时间：2017-09-29 07:35

  本文关键词：丁酸梭菌对于高脂膳食诱导的小鼠肥胖和结肠免疫紊乱的调节作用

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【摘要】：超重和肥胖影响着全球超过19亿人的健康。肥胖是许多慢性代谢疾病的生理基础,包括糖尿病和心脑血管疾病等。肠道免疫失衡及肠道菌群紊乱能够促进肥胖的发展。丁酸梭菌是一株产丁酸的革兰氏阳性的益生菌,对于腹泻和肠易激惹综合征有治疗和预防作用,但其对肥胖是否有有益作用还没有被报导。本课题通过动物实验系统性研究了丁酸梭菌对于肥胖的保护作用并探究了丁酸梭菌对于高脂膳食诱导的结肠免疫失衡的调节作用。将实验小鼠随机分为正常饲料对照组,高脂饲料对照组及高脂饲料灌胃丁酸梭菌组。在动物饲养过程中,每周记录小鼠体重。在饲养后期,对小鼠进行了葡萄糖耐受实验、胰岛素耐受实验以及代谢笼测定小鼠的呼吸代谢。小鼠处死后,取小鼠血液、肝脏、结肠、结肠内容物、附睾脂肪等组织,测定了与小鼠肥胖、结肠炎症、附睾脂肪炎症等相关的指标。本论文的主要结论如下:(1)丁酸梭菌能够改善高脂膳食诱导的肥胖以及胰岛素抵抗每周记录小鼠体重,并对小鼠的附睾脂肪称重。结果表明丁酸梭菌能够显著降低高脂膳食带来的体重增加以及降低附睾脂肪的重量。经过12周的喂养,丁酸梭菌处理组的小鼠体重增长较高脂对照组低17%左右。在喂养小鼠的第10周及第11周分别对小鼠进行了葡萄糖耐受实验和胰岛素耐受实验,结果趋势相同,喂食丁酸梭菌组的小鼠显示出更好的胰岛素敏感性。对小鼠肝脏切片和肝脏中游离脂肪酸测定显示出丁酸梭菌能够显著降低肝脏中的脂质积累。丁酸梭菌同时能够改善血清中的胆固醇,LDL-C,HDL-C等指标。(2)丁酸梭菌能够显著改善高脂膳食诱导的肠道炎症丁酸梭菌能够显著逆转高脂膳食造成的结肠长度的缩短。ELISA和RT-qPCR的方法都显示出丁酸梭菌能够下调促炎性的细胞因子(TNF-α,IL-1β,IL-6)的水平并上调抑炎性细胞因子(IL-10)的表达。GC-MS测定肠道内容物中短链脂肪酸(乙酸、丙酸和丁酸)显示高脂膳食造成短链脂肪酸的降低而丁酸梭菌的喂食能够显著升高短链脂肪酸的水平。(3)丁酸梭菌能够显著改善肠道通透性,降低内毒素水平并改善脂肪组织炎症Western blot和RT-qPCR的结果都显示丁酸梭菌能够通过上调结肠紧密连接蛋白(Claudin-1和occludin)的水平改善肠道的通透性,随着肠道通透性的改善,血清中的内毒素水平降低,内毒素能够诱导脂肪组织产生炎症,通过RT-qPCR分析丁酸梭菌显著降低了脂肪组织的炎症水平。(4)丁酸梭菌对于小鼠的呼吸代谢的影响在饲养动物的最后一周,用代谢笼测定了小鼠呼吸代谢的调节作用。结果显示,在高脂对照组和高脂处理组之间,呼吸商、活动量、氧气消耗率和能量消耗率之间并没有明显差别。这可能是由于具有调节代谢作用的丁酸多被肠道利用而很少进入血液循环。本研究表明,丁酸梭菌对高脂膳食诱导的肥胖有显著的保护作用,且丁酸梭菌能够改善高脂膳食诱导的结肠的炎症状态,修复结肠的通透性并进而降低脂肪组织的炎症状态。这些研究成果为丁酸梭菌调节肥胖提供了理论基础。
【关键词】：肥胖 胰岛素抵抗 结肠炎症 短链脂肪酸 脂多糖
【学位授予单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R589.2
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-17
• 1.1 肥胖简介10-11
• 1.1.1 肥胖的流行病学特征10
• 1.1.2 肥胖的危害10
• 1.1.3 胰岛素抵抗10-11
• 1.2 肠道免疫失衡与肥胖11-14
• 1.2.1 肠道菌群与肥胖11-12
• 1.2.2 肠道炎症与肥胖12-13
• 1.2.3 短链脂肪酸与肥胖13-14
• 1.3 丁酸梭菌简介14-15
• 1.3.1 丁酸梭菌益生功能的研究进展14
• 1.3.2 丁酸梭菌对于小鼠肥胖保护的潜力14-15
• 1.4 本研究的立题依据以及主要研究内容15-17
• 1.4.1 本研究的立题依据15
• 1.4.2 主要研究内容15-17
• 2 材料与方法17-24
• 2.1 实验材料17-18
• 2.1.1 实验动物17
• 2.1.2 实验动物饲料17
• 2.1.3 丁酸梭菌17
• 2.1.4 实验主要试剂17-18
• 2.1.5 实验主要仪器与设备18
• 2.2 实验方法18-23
• 2.2.1 小鼠体重的监控18
• 2.2.2 小鼠胰岛素敏感性的测定18-19
• 2.2.3 小鼠肝脏脂质积累的测定19-20
• 2.2.4 小鼠血液中血脂四项的测定20
• 2.2.5 小鼠结肠炎症的测定20-21
• 2.2.6 Western blot方法检测结肠组织紧密连接蛋白的表达水平21-22
• 2.2.7 小鼠血清内毒素水平的测定22
• 2.2.8 小鼠脂肪组织炎症水平的测定22
• 2.2.9 代谢笼测定小鼠的呼吸交换速率、活动量以及能量消耗22-23
• 2.3 数据处理与统计分析23-24
• 3 结果与讨论24-42
• 3.1 丁酸梭菌对于小鼠肥胖的改善作用24-30
• 3.1.1 丁酸梭菌对于小鼠肥胖表观指标的影响24-25
• 3.1.2 丁酸梭菌对于小鼠胰岛素敏感性的改善作用25-28
• 3.1.3 丁酸梭菌对于小鼠脂质积累的调节作用28-30
• 3.2 丁酸梭菌对于小鼠结道炎症的改善作用30-33
• 3.2.1 丁酸梭菌对于小鼠结肠长度的影响30-31
• 3.2.2 丁酸梭菌对于小鼠结肠细胞因子水平的调节作用31-33
• 3.2.3 丁酸梭菌对于小鼠结肠内容物中短链脂肪酸的浓度的调节作用33
• 3.3 丁酸梭菌对于小鼠结肠通透性及脂肪组织炎症的保护作用33-39
• 3.3.1 丁酸梭菌对于小鼠结道通透性的改善作用34-36
• 3.3.2 丁酸梭菌对于小鼠血清内毒素水平的影响36
• 3.3.3 丁酸梭菌对于小鼠脂肪组织炎症的调节作用36-38
• 3.3.4 丁酸梭菌对于肠道益生作用的总结38-39
• 3.4 丁酸梭菌对于小鼠呼吸代谢、活动量和产热的影响39-42
• 主要结论与展望42-43
• 致谢43-44
• 参考文献44-50
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文50

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