检索历史 清除

摘要溃疡性结肠炎(ulcerative colitis，UC)是一种非特异性慢性炎症性肠道疾病。全球溃疡性结肠炎发病率逐年上升，并且由于没有很好的治疗药物，给患者和社会造成很大负担。人体肠道中的微生物对人体健康有着重要的作用。已有研究表明肠道中菌群失调导致的肠道黏膜免疫异常是溃疡性结肠炎发病的重要机制之一。临床实验表明粪菌移植(fecal microbiota transplantation，FMT)治疗溃疡性结肠炎有较好的效果，但粪菌移植技术存在供体肠道菌群短缺和治疗效果不稳定等缺点。因此，研究开发供体肠道菌群替代物，对粪菌移植技术的发展有着重要的意义。然而，目前鲜有粪菌移植供体替代物相关研究报道。鉴于此，本论文以供体粪菌体外培养为研究对象，以葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导构建溃疡性结肠炎小鼠为模型，研究益生元、小檗碱和培养基组成对体外培养过程中肠道菌群组成和代谢的影响;考察体外培养的人肠道菌群粪菌移植治疗小鼠溃疡性结肠炎功效及探讨其作用机制，以期开发供体肠道菌群替代物应用于临床粪菌移植。这对于粪菌移植技术的发展有着重要的意义。本论文的主要工作包括以下四个部分:<br>　　第一，研究益生元在体外人肠道菌群培养过程中对肠道菌群组成结构及代谢的影响。在基础营养培养基中分别添加低聚异麦芽糖、阿拉伯半乳聚糖、果胶、菊粉和水苏糖五种益生元，通过高通量测序及液相色谱技术考察五种益生元对培养过程中肠道菌群多样性、组成结构以及短链脂肪酸代谢的影响。结果表明:低聚异麦芽糖促进培养过程中毛螺菌科（Lachnospiraceae）的生长;阿拉伯半乳聚糖提高体外培养过程中肠道菌群代谢相关基因水平;果胶有利于维持体外培养过程中肠道菌群多样性及促进肠道菌群丙酸和丁酸代谢;菊粉和水苏糖促进体外培养过程中韦荣氏菌科（Veillonellaceae）的生长。以上结果表明，选择低聚异麦芽糖、阿拉伯半乳聚糖和果胶作为体外肠道菌群培养的培养基成分，能够提高体外培养的人肠道菌群的多样性和代谢能力、促进有益菌生长。<br>　　第二，研究小檗碱对人肠道菌群体外培养的影响。在基础营养培养基中添加小檗碱，考察其对人肠道菌群体外培养的影响。研究表明:小檗碱降低体外培养过程中肠道菌群多样性;提高培养过程中柔嫩梭菌属（Faecalibacterium）的相对丰度，而降低双歧杆菌属（Bifidobacterium）、链球菌属（Streptococcus）和肠球菌属（Enterococcus）的相对丰度;小檗碱显著抑制体外培养过程中肠道菌群乙酸和丙酸代谢，而对丁酸代谢无抑制作用;代谢组学结果显示小檗碱对肠道菌群氨基酸代谢有着不同的调节作用，能够促进肠道菌群甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢，而抑制精氨酸和脯氨酸代谢。以上结果表明，小檗碱抑制体外培养过程中肠道菌群乙酸和丙酸代谢、降低肠道菌群多样性以及抑制有益菌Bifidobacterium的生长，不适合作为体外肠道菌群培养的培养基成分。<br>　　第三，研究不同营养组成培养基对人肠道菌群体外培养的影响。选择脑心浸出液培养基(BHI)、肠道微生物培养基(GMM)、苛养厌氧菌肉汤培养基(FAB)和细菌生长培养基(BGM)四种组成差异较大的厌氧微生物培养基替代基础营养培养基，考察不同营养组成对体外培养过程肠道菌群组成和代谢的影响。结果表明:BHI培养基有助于维持体外培养过程中肠道菌群的多样性和促进培养过程中Streptococcus的生长;GMM培养基促进放线菌门(Actinobacteria)中双歧杆菌属（Bifidobacterium）的生长及肠道菌群乙酸和丙酸的代谢;FAB培养基促进培养过程中Clostridium sensu stricto和Enterococcus的生长;BGM培养基促进培养过程中Akkermansia的生长及有利于肠道菌群的丁酸代谢。以上实验结果表明，GMM培养基有助于Bifidobacterium的生长及促进肠道菌群SCFA代谢。<br>　　第四，选择GMM培养基添加低聚异麦芽糖、阿拉伯半乳聚糖和果胶体外培养人肠道菌群。研究体外培养的人肠道菌群对葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的溃疡性结肠炎模型小鼠FMT治疗功效及作用机制。结果表明:溃疡性结肠炎模型小鼠经体外培养的肠道菌群FMT治疗后，极大提高了小鼠生存率;明显恢复了小鼠一般症状（如体重、结肠长度）和降低了疾病活动指数(DAI);降低了小鼠血清和结肠组织中促炎细胞因子含量、升高了抗炎细胞因子含量。研究小鼠血清代谢组学的结果表明:恢复了小鼠机体能量代谢。高通量测序结果表明:恢复了小鼠肠道菌群多样性，肠道菌群代谢相关功能基因的相对丰度提高，并且有益菌群得到富集，而有害菌群得以抑制。上述结果表明，GMM培养基添加低聚异麦芽糖、阿拉伯半乳聚糖和果胶体外培养的人肠道菌群作为FMT内容物对小鼠溃疡性结肠炎具有很好的治疗效果:调节小鼠肠道和机体免疫功能、减轻小鼠机体炎症反应程度、恢复小鼠肠道菌群多样性和缓解肠道菌群紊乱症状、显著提高小鼠生存率和恢复小鼠健康。