摘要
目的:通过脑出血大鼠模型,观察脑出血状态下肠道菌群及代谢产物短链脂肪酸变化;灌胃短链脂肪酸,探讨短链脂肪酸对肠道微生物及肠道代谢产物短链脂肪酸的干预,及对脑出血大鼠神经炎症的影响;进一步验证生地大黄汤通过调节肠道微生物变化及肠道代谢产物短链脂肪酸,减轻脑出血大鼠神经炎症的调控机制。 本论文分为三部分。 第一部分脑出血时大鼠肠道菌群及代谢产物短链脂肪酸变化的研究 第二部分短链脂肪酸对脑出血大鼠肠道菌群及神经炎症的影响 第三部分生地大黄汤对脑出血大鼠肠道菌群及神经炎症的调节作用 方法: 第一部分制备大鼠脑出血模型,随机分组:假手术组、模型组(脑出血组),每组每个检测项目6只大鼠。于造模后3天采集实验样本。各组大鼠进行肠道微生物多样性测序;气相色谱-质谱分析(GC-MS)检测粪便SCFAs含量。 第二部分制备大鼠脑出血模型,随机分组:假手术组、模型组(脑出血组)、乙酸钠处理组(脑出血+乙酸钠处理组)、丙酸钠处理组(脑出血+丙酸钠处理组)、丁酸钠处理组(脑出血+丁酸钠处理组)、混合酸处理组(脑出血+混合酸处理组),每组每个检测项目6只大鼠。于造模后6小时短链脂肪酸处理组灌胃短链脂肪酸,假手术组和模型组同时灌胃等剂量的生理盐水。每天1次,连续干预3天后取材。各组大鼠进行肠道微生物多样性测序;气相色谱-质谱分析(GC-MS)检测粪便SCFAs含量;流式细胞术检测脑组织中Treg细胞及血液中IL-17+γδT细胞的水平;ELISA法检测脑出血大鼠血清IL-6、IL-8、IL-10、IL-17及NF-kB p65含量的表达。 第三部分制备大鼠脑出血模型,随机分组:假手术组、模型组(脑出血组)、生地大黄汤组,每组每个检测项目5-6只大鼠。于造模后6小时生地大黄汤组灌胃生地大黄汤,假手术组和模型组同时灌胃等剂量的生理盐水。每天1次,连续干预3天后取材。各组大鼠进行神经功能缺损评分;脑含水量检测;TUNEL染色法进行脑血肿周围细胞凋亡检测;肠道微生物多样性测序;气相色谱-质谱分析(GC-MS)检测粪便SCFAs含量;流式细胞术检测脑组织中Treg细胞及血液中IL-17+γδT细胞的水平;ELISA法检测脑出血大鼠血清IL-6、IL-8、IL-10、IL-17及NF-kB p65含量的表达。 结果: 第一部分脑出血时大鼠肠道菌群及代谢产物短链脂肪酸变化的研究发现:①肠道菌群:造模后3天,各组大鼠肠道微生物门水平菌群种类相同。模型组较假手术厚壁菌门减少,拟杆菌门、变形菌门增多。②肠道代谢物短链脂肪酸:造模后3天,实验大鼠粪便中的SCFAs主要包括乙酸、丙酸、丁酸。与假手术组比较,模型组粪便SCFAs含量均降低(P<0.01)。 第二部分短链脂肪酸对脑出血大鼠肠道菌群及神经炎症的影响的研究发现:①肠道菌群:造模后3天,各组大鼠肠道微生物门水平菌群种类相同。与假手术相比,模型组厚壁菌门减少,变形菌门增多,与模型组相比,各短链脂肪酸处理组均使变形菌门减少,厚壁菌门增多,可恢复肠道微生物菌群正常构成,其中丁酸钠组与假手术组肠道微生物菌群组成最相似。②肠道代谢物短链脂肪酸:造模后3天,实验大鼠粪便中的SCFAs主要包括乙酸、丙酸、丁酸。与假手术组比较,模型组粪便SCFAs含量降低(P<0.01);短链脂肪酸处理的各组与模型组比较,粪便SCFAs含量升高,乙酸钠组和丙酸钠组较模型组粪便乙酸含量升高(P<0.01);乙酸钠组、丙酸钠组较模型组粪便丙酸含量升高(P<0.01),丁酸钠组和混合酸组较模型组粪便丙酸含量升高(P<0.05);丙酸钠组、丁酸钠组和混合酸组较模型组粪便丁酸含量升高(P<0.01)。③脑组织中Treg细胞及血液中IL-17+γδT细胞:造模后3天,与假手术组相比,模型组脑组织中Treg细胞的比例显著降低(P<0.05);短链脂肪酸处理组脑组织中Treg细胞的比例较模型组显著升高,其中丁酸钠处理组升高脑组织中Treg细胞的比例效果最好(P<0.05)。造模后3天,与假手术组相比,模型组血液中IL-17+γ8T 细胞的比例显著升高(P<0.05);短链脂肪酸处理组血液中IL-17+γδT细胞的比例较模型组显著降低,其中丁酸钠处理组降低血液中IL-17+γδT细胞的比例效果最好(P<0.05)。④炎症因子:造模后3天,模型组血清中IL-6、IL-8、IL-17和NF-kB p65表达较假手术组高,IL-10表达较假手术组低(P<0.05);短链脂肪酸处理组中IL-6、IL-8、IL-17和NF-kB p65均低于模型组,IL-10表达均较模型组高,其中丁酸钠处理组降低血清中IL-6、IL-8、IL-17和NF-kB p65的含量,升高IL-10含量的效果最好(P<0.05)。 第三部分生地大黄汤对脑出血大鼠肠道菌群及神经炎症的调节机制研究发现:①神经功能缺损:造模后3天,假手术组神经功能缺损评分为0分;模型组和生地大黄汤均有有一定程度的神经功能损伤(P<0.05);与模型组相比,生地大黄汤组神经功能缺损评分有所降低(P<0.05)。②脑组织含水量:造模后3天,与假手术组比较,模型组和生地大黄汤组脑含水量均显著升高(P<0.05);与模型组比较,生地大黄汤组脑含水量显著减轻(P<0.05)。③脑血肿周围细胞凋亡:造模后3天,在假手术组,各视野偶见TUNEL阳性细胞。与假手术组比较,模型组和生地大黄汤组TUNEL阳性细胞显著增多(P<0.05);与模型组比较,生地大黄汤组脑含水量TUNEL阳性细胞显著减少(P<0.05)。④肠道菌群:造模后3天,各组大鼠肠道微生物门水平菌群种类相同。模型组较假手术厚壁菌门减少,变形菌门增多,与模型组相比,生地大黄汤组变形菌门减少,厚壁菌门增多,可恢复肠道微生物菌群正常构成。⑤肠道代谢物短链脂肪酸:造模后3天,实验大鼠粪便中的SCFAs主要包括乙酸、丙酸、丁酸。与假手术组比较,模型组粪便SCFAs含量降低(P<0.01);生地大黄汤组与模型组组比较,乙酸含量升高(P<0.05),丙酸、丁酸含量升高(P<0.01)。⑥脑组织中Treg细胞及血液中IL-17+γδT细胞:造模后3天,与假手术组相比,模型组脑组织中Treg细胞的比例显著降低(P<0.05);生地大黄汤组脑组织中Treg细胞的比例较模型组显著升高(P<0.05)。造模后3天,与假手术组相比,模型组血液中IL-17+γδT细胞的比例显著升高(P<0.05);生地大黄汤组血液中IL-17+γδT细胞的比例较模型组显著降低(P<0.05)。⑦炎症因子:造模后3天,模型组血清中IL-6、IL-8、IL-17和NF-kB p65表达较假手术组高,IL-10表达较假手术组低(P<0.05);生地大黄汤组血清中IL-6、IL-8、IL-17和NF-kB p65低于模型组,IL-10表达较模型组高(P<0.05)。 结论: 第一部分脑出血后,肠道菌群失调,肠道代谢产物短链脂肪酸浓度降低。 第二部分短链脂肪酸给药对脑出血大鼠具有恢复肠道微生物菌群正常构成,升高肠道代谢产物短链脂肪酸浓度,减轻神经炎症反应的作用。 第三部分生地大黄汤通过恢复脑出血大鼠肠道微生物菌群正常构成,升高肠道代谢产物短链脂肪酸浓度,发挥减轻神经炎症反应的神经保护作用。