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摘要目的：分析高原低氧环境中肠道菌群的变化，充分挖掘高原低氧条件下的特征性肠道微生物，探讨肠道菌群介导的高原低氧对药物代谢酶和药物转运体的调节作用，初步阐明高原低氧条件下肠道菌群参与药物代谢的潜在作用机制，证实肠道菌群在高原低氧影响药物代谢中的关键作用。<br>　　方法：通过全面分析高原低氧条件下大鼠肠道菌群结构和多样性，阐明高原低氧环境对大鼠肠道菌群的影响。雄性SD大鼠随机分为平原对照组、中海拔低氧组和高海拔低氧组，其中低氧组大鼠分别于低氧暴露3、7、15和30天，取各组大鼠粪便样本采用16SrRNA基因测序检测大鼠肠道菌群的变化，并结合高原低氧粪菌移植实验和高原低氧伪无菌实验进一步验证高原低氧对大鼠肠道菌群的影响。探究高原低氧条件下CYP450和药物转运体表达的变化，并利用粪菌移植和伪无菌处理等方式，系统阐明高原低氧条件下肠道菌群的改变与CYP450和药物转运体表达变化之间的相关性。雄性SD大鼠随机分为平原对照组、中海拔低氧组和高海拔低氧组，取肝脏组织利用Westernblot和RT-qPCR检测CYP450和药物转运体的蛋白和mRNA表达。结合高原低氧粪菌移植实验和高原低氧伪无菌实验，分析高原低氧条件下CYP450和药物转运体的蛋白和mRNA表达的变化与肠道菌群之间的相关性。<br>　　高原低氧条件下，基于特征菌及其胞外囊泡的肠道菌群调节CYP3A4（同源大鼠CYP3A1）和MDR1的机理初探。通过对高原低氧条件下肠道菌群物种组成与环境因子的相关分析，筛选对高原低氧环境敏感的肠道微生物。采用超速离心法分别分离和提取高原低氧肠道菌胞外囊泡和高原低氧特征菌胞外囊泡，并利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和纳米粒子跟踪分析技术对富集得到的高原低氧肠道菌胞外囊泡和高原低氧特征菌胞外囊泡进行鉴定。采用亲脂性荧光染料PKH67分别标记高原低氧肠道菌胞外囊泡和高原低氧特征菌胞外囊泡，并通过共聚焦显微镜观察Caco-2细胞与高原低氧肠道菌胞外囊泡和高原低氧特征菌胞外囊泡的融合情况。利用Westernblot和RT-qPCR检测高原低氧肠道菌胞外囊泡、高原低氧特征菌及其胞外囊泡对CYP3A4和MDR1表达的影响，阐明基于胞外囊泡的高原低氧条件下肠道菌群对CYP3A4和MDR1的调节，初步分析高原低氧条件下肠道菌群介导药物代谢的相关机理。<br>　　结果：高原低氧条件下，大鼠肠道微生物群落的多样性和结构呈动态变化。Firmicutes、Verrucomicrobia、Akkermansia和Lactobacillus等肠道共生菌群相对丰度显著降低，而条件致病菌Clostridium、Enterococcus和Alistipes等显著富集，提示高原低氧环境中大鼠肠道内环境稳态的变化可能与肠道共生菌及条件致病菌的相对丰度的变化息息相关。此外，需氧菌、兼性厌氧菌和厌氧菌所占比例随海拔变化和低氧处理时间不同呈现不同的变化趋势，我们推测高原低氧环境对大鼠肠道菌群的影响可能与需氧菌细菌丰度的降低和厌氧细菌丰度的增加有关。值得注意的是，中海拔低氧处理第7天和高海拔低氧处理第7天对大鼠肠道微生物多样性的影响最显著，表明高原低氧环境对大鼠肠道微生物群落的影响是快速的、持久的。<br>　　高原低氧显著升高大鼠肝脏OCT1的蛋白表达（P＜0.05），显著降低CYP3A1和MDR1的蛋白表达（P＜0.05）。高原低氧显著升高大鼠肝脏Cyp1a2和Cyp2e1的mRNA表达（P＜0.05），显著降低Cyp2b1、Cyp3a1、Abcb1和Slco2b1的mRNA表达（P＜0.05）。随着将高原低氧条件下大鼠的粪菌移植到平原大鼠体内，发现大鼠肝脏CYP3A1和MDR1的蛋白及mRNA表达变化趋势与高原低氧处理基本一致，提示高原低氧对CYP3A1和MDR1蛋白及mRNA表达的影响可能与肠道菌群有关。此外，进一步结合高原低氧伪无菌实验验证了高原低氧条件下肠道菌群对CYP450和药物转运体表达的影响，证实肠道菌群参与调节CYP3A1和MDR1的蛋白及mRNA表达。<br>　　高原低氧肠道菌可分泌具有数量可观、具有双层膜球状结构且粒径符合范围的胞外囊泡，且Caco-2细胞能有效摄取肠道菌胞外囊泡。通过将富集得到的肠道菌胞外囊泡与Caco-2细胞共孵育，探讨基于胞外囊泡的高原低氧肠道菌对CYP3A4和MDR1表达的调控，发现肠道菌胞外囊泡显著升高Caco-2细胞中CYP3A4和MDR1的蛋白及mRNA表达（P＜0.05）。<br>　　特征菌分析表明，Akkermansiamuciniphila和Lactobacillusreuteri相对丰度的变化与高原低氧环境显著相关，提示Akkermansiamuciniphila和Lactobacillusreuteri是高原低氧环境中的特征性肠道微生物。高原低氧特征性肠道微生物Akkermansiamuciniphila和Lactobacillusreuteri可显著升高Caco-2细胞中CYP3A4和MDR1的蛋白及mRNA表达（P＜0.05）。研究还发现，高海拔低氧特征性肠道微生物Akkermansiamuciniphila和Lactobacillusreuteri可分泌具有双层膜球状结构且粒径符合范围的胞外囊泡，且Caco-2细胞能有效摄取Akkermansiamuciniphila胞外囊泡和Lactobacillusreuteri胞外囊泡。此外，Akkermansiamuciniphila胞外囊泡可显著升高Caco-2细胞中CYP3A4和MDR1的蛋白及mRNA表达（P＜0.05）。<br>　　结论：高原低氧调节肠道菌群的结构，改变肠道微生物的多样性，影响宿主肠道微生态的平衡。高原低氧条件下肠道菌群在药物代谢的调节中发挥关键作用，其中CYP3A1和MDR1的蛋白及mRNA表达的降低与肠道菌群结构组成和多样性的变化显著相关。高原低氧条件下肠道菌群会通过释放胞外囊泡介导CYP3A4和MDR1蛋白及mRNA表达的上调。基于Akkermansiamuciniphila胞外囊泡的肠道菌群调节CYP3A4和MDR1的表达是高原低氧影响药物代谢的关键。