誘導小鼠腸道菌群改變對血脂影響的初步探究

李孟+蔡煥+石媛娟+李昭霞+付鵬清+楊維

【摘要】目的：了解小鼠腸道菌群改變對動脈粥樣硬化形成的初步影響。方法：將小鼠隨機分成3組：灌胃生理鹽水組、灌胃頭孢曲松鈉組、皮下注射頭孢曲松鈉組，通過對其糞便中G-菌的數量的監測來判斷模型是否建立成功，連續處理39天后，檢測小鼠血清中TC，TG的含量。結果：灌胃頭孢曲松鈉組小鼠血清中總膽固醇（TC）、甘油三酯（TG）的含量明顯高于灌胃生理鹽水組與皮下注射頭孢曲松鈉組的小鼠（P<0.05），灌胃生理鹽水組與皮下注射頭孢曲松鈉組的小鼠血清中TC，TG的含量基本一致（P<0.05）。結論小鼠腸道菌群的變化會導致血清中TC，TG的升高。

【關鍵詞】腸道菌群；TG；TC；小鼠

人和動物腸道內寄居大量不同種類的微生物，以細菌為主。正常情況下，這些微生物不僅沒有害處，還有益處，它們與宿主一直保持著互惠共生的關系。作為機體的“體外器官”，穩定的構成是腸道菌群最顯著的特征。人體代謝所需要的酶類有35%以上是由正常微生物群合成，腸道菌群參與宿主的物質代謝、促進宿主營養物質的消化吸收，在維持腸道正常生理功能、調節機體免疫以及拮抗病原微生物定植等方面發揮重要作用，成為保護健康的一道屏障。當腸道內細菌種類或數量發生改變，可能影響宿主的健康。臨床上，不合理使用抗生素常常是造成腸道菌群失調的主要原因，在本課題中，研究者通過頭孢曲松鈉誘導小鼠腸道菌群發生改變，檢測小鼠血清總膽固醇（TC）、甘油三酯（TG）的變化，繼而為研究腸道菌群失調導致動脈粥樣硬化的發生和防治提供一定理論基礎。

一、材料與方法

1、材料

藥品：頭孢曲松鈉、生理鹽水購自長沙醫學院附屬第一醫院。實驗對象：昆明種小鼠，體重18～22g，均為雌性小鼠，由長沙天勤技術有限公司提供。麥康凱瓊脂培養基、伊紅美藍瓊脂培養基購自南京建成生物工程研究所。頭孢曲松鈉溶液的配制：頭孢曲松鈉1g與生理鹽水（1000ml）用燒杯混合配制，濃度1：1000，將其置于冷藏室中保存起來，用EP管分裝。

2、方法

取小鼠21只，隨機分為3組：灌胃生理鹽水組、灌胃頭孢曲松鈉組、皮下注射頭孢曲松鈉組，每組7只，置于本校生命科學樓科研中心動物房以普通飼料喂養。在室溫為25℃，相對濕度為50%的條件下飼養，自由進食飲水，適應性飼養I周后開始試驗。

3、建立模型

（1）頭孢曲松鈉誘導小鼠腸道菌群改變的模型建立

灌胃生理鹽水組、灌胃頭孢曲松鈉組、皮下注射頭孢曲松鈉組所用的液體分別是生理鹽水、1：1000的頭孢曲松鈉、1：1000的頭孢曲松鈉，溶液的體積分別是0.5ml、0.5ml、0.5ml，連續灌胃與皮下注射39天（具體時間為中午12點，每天1次）。

（2）樣品收集與培養：在動物灌胃與皮下注射過程中，糞便樣品收集的時間分別為第0天灌胃、第3天灌胃、第4天灌胃、第5天灌胃、第6天灌胃，糞便樣品的質量為0.1g。分別用麥康凱瓊脂培養基、伊紅美藍瓊脂培養基培養糞便中G-菌的數量并計數。

（3）第39天摘除小鼠眼球進行取血，離心分離血清，按照試劑盒說明測量血清中TC，TG的含量。

4、統計學分析

統計學處理采用spss 10.0軟件分析，數據用“x±s”表示，組間比較采用t檢驗，顯著性水平為P<0.05。

二、結果

1、從表1可見，小鼠腸道菌群變化的模型的成功建立。

2、從表2可見，灌胃頭孢曲松鈉組具有一定地增加小鼠血清中TC，TG的含量的影響。

與灌胃頭孢曲松鈉組比較：1）P<0.05，2）P<0.05。

三、討論

目前對腸道菌群與胃腸道疾病、腫瘤、內分泌疾病的研究較豐富，心血管疾病的研究尚處于起步階段，我們仍然知之甚少。相關實驗證明：在實驗中，高膽堿飲食顯著擴大動脈粥樣硬化背景小鼠斑塊面積，膽堿代謝產物很有可能是通過擴大泡沫細胞產生而促進動脈粥樣硬化，進而增加心血管疾病發病風險的，而應用廣譜抗生素可抑制這種作用。Stepankova等研究發現，腸道無菌的AS動物模型-APOE基因敲除[ApoE（-/-）]小鼠，其血總膽固醇水平顯著高于灌服腸道共生菌后的[ApoE（-/-）]小鼠，而且前者比后者更易形成AS，提示腸道菌群的變化可能與動脈粥樣硬化相關，Hooper在Science上提出“人體基因組是極難干預的，因此改變人體腸道微生物構成將成為疾病防治上新的突破口”，腸道菌群可能成為心血管疾病治療的一個潛在靶點。人體腸道菌群參與了人體內多種代謝過程，越來越多的證據表明，腸道菌群可能通過參與調節人體膽固醇代謝、氧化應激和炎癥等方面，影響著AS的發生與發展，因此通過對腸道菌群的有效調節來預防或治療動脈粥樣硬化可能成為一種有效的手段。然而，由于腸道菌群自身的復雜性，其與機體相互作用以及引發動脈粥樣硬化的機制尚未完全闡明，有待更深入的研究以盡早利用腸道菌群及其相關產品在臨床上防治動脈粥樣硬化。故本文對頭孢曲松鈉誘導小鼠腸道菌群變化來檢測血清中TC，TG指標的含量相關的研究。本實驗運用頭孢曲松鈉誘導小鼠腸道菌群變化來檢測血清中TC，TG指標的含量。實驗可以看出：灌胃頭孢曲松鈉組具有一定地增加小鼠血清中TC，TG的含量的影響，提示腸道菌群變化可提高機體TC，TG指標的含量，但其作用機理還有待于進一步的研究。

通訊作者：吳高莉

基金項目；長沙醫學院2016年度大學生研究性學習和創新性實驗計劃項目（18）

【參考文獻】

[1] 趙 瀅. 抗生素誘導小鼠菌群變化與宿主代謝組相關性的研究[D]. 華中科技大學， 2013.

[2] 袁芝瓊. 兩種常用抗生素對小鼠腸道微生態影響的研究[D]. 大理學院， 2013.

[3] Wang Z， Klipfell E， Bennett BJ， et al. Gut flora metabolism of phosphatidylcholine promotes cardiovascular disease[J]. Nature， 2011，472（7341）：57-63.

[4] Stepankova R， Tonar Z， Bartova J， et al. Absence of microbiota （germ-free conditions） accelerates the atheroscleros is in ApoE-deficient mice fed standard low cholesterol diet[J]. J Atheroscler Thromb， 2010，17（8）：796-804.

[5] Hooper L V， Gordon J 1. Commensal host-bacterial relationships in the gut[J]. Science， 2001，292：1115-1118.

[6] 管遠志. 腸道菌群及其生物學意義[J]. 臨床兒科雜志， 2009，11：1095-1097.