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潮湿环境对血糖、血脂和肠道菌群影响的研究

胡宗仁

潮湿环境对血糖、血脂和肠道菌群影响的研究

胡宗仁1
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作者信息

  • 1. 广州中医药大学
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摘要

目的: 人与自然的统一是整体观念的基本内容,气候环境不同,人体生理、病理也会随之发生相应的变化。“三因制宜”是中医治疗疾病和养生所必须遵循的原则,环境养生也是中医养生的基本方式之一。湿生百病,与多种疾病密切相关。较多研究已经发现痰湿体质者存在糖脂代谢和肠道菌群异常,而潮湿环境与糖脂代谢、肠道菌群关系的研究目前还少有报道。因此,本研究的目的是探讨潮湿环境对血糖、血脂以及肠道菌群的影响,为环境养生提供研究基础。 方法: 1.实验一:把Balb/c小鼠随机分成正常组(C)和潮湿组(D),分别在正常SPF环境和人工气候箱潮湿环境饲养2周。通过生化仪检测血糖,使用ELI SA技术检测血浆胰岛素、胰高血糖素样肽1等相关激素的浓度,通过16S rDNA测序分析肠道菌群的变化,利用气相色谱/质谱技术检测短链脂肪酸浓度,使用western blot技术检测蛋白表达量。 2.实验二:把Balb/c小鼠随机分成正常组(C)和潮湿组(D),分别在正常SPF环境和人工气候箱潮湿环境饲养8周。使用生化仪检测血脂,通过ELISA技术检测相关激素的浓度,通过16S rDNA测序分析肠道菌群的变化,用PCR技术分析脂生成相关基因的表达水平,通过蛋白组学技术研究蛋白水平的变化,并利用苏木素-伊红染色研究肠道结构上的改变。 3.实验三:把无菌Balb/c小鼠分成移植正常菌组(NF)和移植潮湿菌组(DF)。将正常环境组(N)和潮湿环境组(D)小鼠的粪便制备成菌液,将两种菌液分别移植到NF、DF组无菌小鼠体内。在粪菌移植2周后,通过生化仪检测血糖、血脂,使用ELISA技术检测相关激素的浓度,通过16S rDNA测序分析肠道菌群的变化,从而研究无菌小鼠被粪菌移植后是否可以产生潮湿环境所诱发的菌群改变和糖脂代谢紊乱。 结果: 1.实验一,造模1w结果。D组体重增长值显著低于C组(P=0.028)。C、D两组的空腹血糖浓度无区别(P=0.988)。D组血浆胰岛素(insu]in,INS)浓度(P=0.346)、胰高血糖素样肽1(glucagon-like pepti del,GLP-1)浓度(P=0.310)、饥饿素(ghrekln,GHRL)浓度(P=0.316)相较C组均有降低的趋势,但差异无统计学意义。D组胰高血糖素(glucagon,GC)浓度显著低于C组(P=0.029)。D组抑胃肽(gastriC inhibitory po]ypeptide,GIP)浓度(P=0.005)、肽YY(peptide tyrosine-tyrosine,PYY)浓度(P=0.002)显著高于C组。对小鼠粪便样本进行肠道菌群α多样性分析,两组的sobs(P=0.485)、chao(P=0.562)、shannon(P=0.572)、simpson(P=0.589)指数均没有明显区别。对小鼠粪便样本进行肠道菌群β多样性分析,两组样本间的群落结构差异性不明显。RDA线性模型分析发现肠道菌群和血糖相关性较高(R2=0.429,P=0.090)。通过Spearman相关性分析研究与表型相关的物种(genus水平),Ruminococcaceae_UCG-013(R=0.806,P=0.002)、Lachnospiraceae_FCS020_group(R=0.658,P=0.020)与血糖正相关;Ruminococcaceae_UCG-013(R=0.832,P=0.001)、Desulfovibrio(R=0.720,P=0.008)、Lachnospiraceae_FCS020-group(R=0.643,P=0.024)与INS正相关,Prevotellaceae_UCG-001(R=-0.657,P=0.020)、Bacteroides(R=-0.629,P=0.028)与INS负相关;Ruminococcaceae_UCG-013(R=0.706,P=0.010)与GLP-1正相关,Prevotellaceae_UCG-001(R=-0.622,P=0.031)与GLP-1负相关。 2.实验一,造模2w结果。D组体重增长值有低于C组的趋势,但差异无统计学意义(P=0.337)。D组空腹血糖浓度显著高于C组(P=0.002)。D组INS(P=0.010)、GLP-1(P=0.001)、GC(P=0.010)、GHRL(P=0.004)浓度显著低于C组。两组GIP浓度没有明显区别(P=0.786)。D组PYY浓度有高于C组的趋势,但差异无统计学意义(P=0.172)。对粪便样本进行肠道菌群α多样性分析,D组sobs(P=0.100)、chao(P=0.090)、shannon(P=0.079)指数有低于C组的趋势,而simpson指数(P=0.074)有高于C组的趋势,这些指标的改变均无统计学意义。对粪便样本进行肠道菌群β多样性分析,两组样本间的群落结构有明显的差异。RDA线性模型分析发现肠道菌群与INS(R2=0.420,P=0.080)和GLP-1(R2=0.425,P=0.097)相关较高。通过Spearman相关性分析研究与表型相关的物种(genus水平),Oscillibacter(R=0.746,P=0.005)与血糖正相关,Ruminococcaceae_UCG-014(R=-0.725,P=0.008)与血糖负相关;Eubacterium]_xylanophilum_group(R=0.651,P=0.022)与INS正相关,Lachnospiraceae_UCG-004(R=-0.832,P=0.001)、Prevotellaceae_UCG-001(R=-0.671,P=0.017)、Butyricicoccus(R=-0.664,P=0.018)与INS负相关;Ruminococcaceae_NK4A214_group(R=0.606,P=0.037)与GLP-1正相关,Prevotellaceae_UCG-001(R=-0.594,P=0.042)、Lachnospiraceae_UCG-004(R=-0.580,P=0.048)与GLP-1负相关。D组小鼠粪便短链脂肪酸浓度较C组普遍降低,其中丁酸(P=0.001)和戊酸(P=0.005)显著降低。 3.实验二,造模4周结果。D组体重增长值有低于C组的趋势(P=0.078),但差异无统计学意义。两组胆固醇浓度(cholesterol,CHOL)浓度(P=0.210)、甘油三酯(triglyceride,TG)浓度(P=0.222)、高密度脂蛋白(high-density ipoprotein,HDL)浓度(P=0.566)、低密度脂蛋白(low density l ipoprotein,LDL)浓度(P=0.583)均无明显区别。D组GHRL浓度显著低于C组(P=0.046)。 两组GIP(P=0.394)、PYY(P=0.976)浓度没有明显区别。对粪便样本进行肠道菌群α多样性分析,两组sobs(P=0.217)、chao(P=0.560)指数均没有明显区别,D组shannon指数显著低于C组(P=0.019),D组simpson指数高于C组(P=0.050)。对粪便样本进行肠道菌群β多样性分析,C、D两组样本间的群落结构差异较明显。D组相较C组,f_Prevotellaceae(P=0.020)、g_Alloprevotella(P=0.045)、s_Bacteroides_acidifaciens(P=0.045)丰度显著增加,s_Helicobacter_ganmani(P=0.013)丰度显著降低。用RDA线性模型分析菌群与血脂之间的关系,TG(R2=0.495,P=0.048)、CHOL(R2=0.485,P=0.048)和LDL(R2=0.542,P=0.030)均与肠道菌群有较强相关性。通过Spearman相关性分析研究物种(genus水平)与血脂之间的关系,Tyzzerella_3(P=0.091)与TG正相关,但差异无统计学意义;Ruminiclostridium_5(P=0.020)、Ruminococcaceae_UCG-014(P=0.026)与TG显著负相关; 4.实验二,造模6周结果。 5.实验二,造模8周结果。 6.实验三,粪菌移植实验结果。 结论: 1.潮湿环境可引起Balb/c小鼠血糖浓度一定程度的升高,肠道菌群紊乱引发的短链脂肪酸生成减少和GLP-1、INS浓度降低与之相关。 2.潮湿环境可引起Balb/c小鼠血甘油三酯浓度一定程度的升高,其与肠道菌群紊乱、脂生成基因和蛋白表达异常相关。 3.无菌Balb/c小鼠被移植潮湿环境饲养的Balb/c小鼠的肠道菌群后,没有产生类似供体的肠道菌群结构,因此没有诱发类似供体的糖脂代谢紊乱。

关键词

中医养生/潮湿环境/肠道菌群/糖脂代谢

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授予学位

博士

学科专业

中医养生学

导师

孙晓生

学位年度

2020

学位授予单位

广州中医药大学

语种

中文

中图分类号

R2
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