粪菌移植对大鼠内毒素性急性肺损伤的作用及其机制研究

摘要：

目的 观察粪菌移植(FMT)对脂多糖(LPS)诱导大鼠急性肺损伤(ALI)的影响,探讨其可能的作用机制,为急性肺损伤的治疗提供新的思路.方法 成年健康雄性SPF级SD大鼠45只,按随机数字表法分为正常对照(NS)组、LPS组和FMT组,每组15只.采用腹腔注射LPS 5 mg/kg制ALI模型;FMT组于造模完成后灌胃粪菌液10 ml/kg(2次/d,连续2 d)进行干预.各组分别于干预结束后24 h、48 h、72 h随机处死5只大鼠,取肺组织行HE染色观察肺组织病理改变并对其进行病理学评分,取右肺检测肺湿/干重(W/D)比值,腹主动脉采血行PaO2分析,酶联免疫吸附试验(ELISA)检测支气管肺泡灌洗液(BALF)中肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、IL-1β、IL-6的含量,逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)检测肺组织中转化生长因子-β(TGF-β)、胞内信号转导蛋白Samds(Smad3、7)mRNA的表达,蛋白免疫印迹法(Western blot,WB)测定肺组织中ERK1/2、p-ERK1/2蛋白的表达量,收集大鼠粪便样品并提取DNA,对V3、V4区16S rDNA的PCR产物进行高通量测序,并对OTU为分类基础的微生物群落进行生物信息学分析.结果 LPS组与同时间点NS组比较,肺组织肺泡间隔明显增宽,可见大量炎性细胞浸润,部分肺泡腔萎陷不张;FMT组较LPS组大鼠肺组织炎性细胞浸润、肺间质肿胀程度明显减轻,正常肺组织结构破坏少.与NS组比较,LPS组肺W/D比值、PaO2、BALF中TNF-α、IL-1β、IL-6的含量在干预后24 h明显升高,随后逐渐降低,但仍高于NS组(P<0.05);FMT组肺W/D比值、PaO2及BALF中TNF-α、IL-1β、IL-6含量明显少于同时间点LPS组(P<0.05).与NS组比较,肺组织中TGF-β1、Smad3在各时间点的表达增多,Smad7的表达减少(P<0.05);FMT组TGF-β1、Smad3的表达明显低于与同时间点LPS组(P<0.05),Smad7的表达明显高于同时间点LPS组(P<0.05).与同时间点NS组比较,LPS组p-ERK表达显著增加,其中第24小时表达量最高,第48和72小时逐渐降低(P<0.05);FMT组p-ERK表达显著低于同时间点LPS组(P<0.05).大便菌群测序结果揭示NS组含1362个OTU,LPS组含1443个OTU,FMT组含有1510个OTU,共享OTU为336个,共有的OTU所占百分比为26.4％.LPS组大鼠肠道菌群结构与正常大鼠肠道菌群结构具有显著不同,表现为较高的多样性指数,厚壁菌门/拟杆菌门比例增高、肠道菌群基因丰度降低,经过粪菌移植干预后FMT组肠道菌群结构接近正常对照组、厚壁菌门/拟杆菌门比例降低、菌群基因丰度增加(P<0.05).结论 粪菌移植可能通过调节肠道菌群并作用于TGF-β1/Smads/ERK通路,抑制免疫炎症反应,减少体内炎症因子的产生和释放,减轻肺泡上皮的损伤和异常修复,进而改善LPS诱导的大鼠内毒素性ALI.

关键词：急性肺损伤、粪菌移植、高通量测序、脂多糖

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资助基金：四川省科技厅-泸州市人民政府-泸州医学院联合科研专项资金计划项目14ZC0048;泸州市人民政府-西南医科大学科技战略合作项目2019LZXNYDJ04 Science and Technology Department of Sichuan Province-Luzhou Municipal People′s Gov-ernment-Luzhou Medical College Joint Scientific Research Special Fund Project14ZC0048;Luzhou Munipical People′s Government-Southwest Medical University Science and Technology Strategic Cooperation Project2019LZXNYDJ04

在线出版日期：2019-12-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：812-820