高脂誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激對(duì)小鼠腸道菌群改變與炎癥反應(yīng)的影響
發(fā)布時(shí)間：2021-03-25 15:11
腸道菌群與肥胖等代謝綜合征發(fā)生、發(fā)展有著密切的聯(lián)系，但是高脂膳食調(diào)節(jié)腸道菌群及影響炎性反應(yīng)的機(jī)制仍然不清楚。研究顯示，高脂膳食能夠引起機(jī)體氧化應(yīng)激水平升高，尤其是引起腸道的氧化應(yīng)激。而腸道是共生菌群棲息的環(huán)境，又由于不同的菌群氧化應(yīng)激耐受性存在很大差異。因此，我們提出假設(shè)高脂膳食通過(guò)調(diào)節(jié)機(jī)體氧化還原狀態(tài)從而影響腸腔菌群結(jié)構(gòu)組成，使進(jìn)入派伊爾結(jié)的內(nèi)生菌群結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，誘導(dǎo)腸道炎性細(xì)胞因子的產(chǎn)生，最終引起全身性炎癥反應(yīng)及代謝綜合征的發(fā)生。 首先，高脂膳食誘導(dǎo)小鼠產(chǎn)生氧化應(yīng)激模型及硫辛酸（LA）干預(yù)調(diào)節(jié)，來(lái)研究腸道氧化還原狀態(tài)對(duì)菌群結(jié)構(gòu)的影響。通過(guò)檢測(cè)結(jié)腸，結(jié)腸內(nèi)容物自由基（ROS）、丙二醛（MDA）、總抗（T-AOC）水平評(píng)價(jià)腸道氧化還原狀態(tài)；采用變性梯度凝膠電泳（DGGE）及平板計(jì)數(shù)分析腸道菌群結(jié)構(gòu)和數(shù)量。高脂膳食導(dǎo)致結(jié)腸，結(jié)腸內(nèi)容物中ROS、MDA顯著上升，T-AOC水平顯著下降，添加LA后，能顯著降低高脂膳食引起的氧化應(yīng)激。DGGE結(jié)果顯示，高脂膳食導(dǎo)致腸道菌群結(jié)構(gòu)紊亂，出現(xiàn)高脂組特異性菌群，并且大腸桿菌、糞球菌數(shù)量顯著增加，乳酸菌數(shù)量顯著降低（P0.05）。LA處理后，菌群結(jié)構(gòu)有所改善，大腸桿菌、糞球菌數(shù)量顯著下降，乳酸菌數(shù)量顯著增加。相關(guān)性分析顯示，ROS、MDA水平與大腸桿菌、糞球菌數(shù)量顯著正相關(guān)（P0.05），與乳酸菌顯著負(fù)相關(guān)（P0.05）。T-AOC與乳酸菌顯著正相關(guān)，但與大腸桿菌、糞球菌顯著負(fù)相關(guān)（P0.05）。 高脂膳食建立肥胖易感和肥胖抵抗兩種模型，及白藜蘆醇（RES）干預(yù)進(jìn)一步評(píng)價(jià)氧化應(yīng)激與腸道菌群間的關(guān)系。采用熒光原位雜交（FISH）與流式細(xì)胞相結(jié)合的方法分析腸道菌群，并對(duì)結(jié)腸炎性基因表達(dá)情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果顯示，氧化應(yīng)激水平：肥胖易感組肥胖抵抗組正常組，添加RES后，，能顯著降低各組氧化應(yīng)激水平。FISH及主成分分析顯示正常組、肥胖易感組、肥胖抵抗組三組腸道菌群存在顯著差異。肥胖易感組乳酸菌、雙歧桿菌數(shù)量顯著下降，腸桿菌屬數(shù)量顯著上升。擬桿菌與硬壁菌的比值：肥胖易感組肥胖抵抗組正常組，添加RES后，乳酸菌、雙歧桿菌數(shù)量顯著上升，腸桿菌屬數(shù)量顯著下降，擬桿菌與硬壁菌的比值顯著改善。相關(guān)性分析顯示，擬桿菌與硬壁菌門的比值與ROS、MDA顯著負(fù)相關(guān)（P0.05），與T-AOC顯著正相關(guān)（P0.05）。肥胖易感組能顯著增強(qiáng)NOD2和CARD9的表達(dá)，并選擇性地激活轉(zhuǎn)錄因子NF-κB，增強(qiáng)IL-8、IL-10、TNF-α、IL-23等細(xì)胞因子的分泌，引起機(jī)體嚴(yán)重炎癥反應(yīng)。 研究高脂膳食誘導(dǎo)的肥胖易感和肥胖抵抗型小鼠派伊爾結(jié)內(nèi)生菌群結(jié)構(gòu)組成，及其對(duì)腸道炎癥的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與正常組和肥胖抵抗組相比，肥胖易感組派伊爾結(jié)內(nèi)生菌群豐度及多樣性顯著下降（P0.05）。正常組、肥胖抵抗組、肥胖易感組派伊爾結(jié)內(nèi)生菌群種屬水平上差異顯著，表現(xiàn)為：肥胖易感組乳球菌屬（Lactococcus）、根瘤菌屬（Rhizobium）豐度顯著升高（P0.05），而Allobaculum和乳桿菌屬（Lactobacillus）豐度顯著下降（P0.05）。另外，還有一些內(nèi)生菌屬，如鏈球菌屬（Streptococcus）、假單胞菌屬（Pseudomonas）、從毛單胞菌屬（Comamonas）和黃桿菌屬（Flavobacterium），高脂膳食后，無(wú)論是肥胖易感組還是肥胖抵抗組都顯著增加。另外，肥胖易感型小鼠顯著上調(diào)派伊爾結(jié)炎性細(xì)胞因子IL-6、TNF-α、INF-γ及IL-12的表達(dá)，其中IL-6、TNF-α與乳球菌屬、根瘤菌屬等呈顯著正相關(guān)，顯著抑制抗炎性細(xì)胞因子IL-10及TGF-β的表達(dá)（P0.05），其中IL-10與Allobaculum屬及乳桿菌屬呈顯著正相關(guān)。 對(duì)派伊爾結(jié)內(nèi)生乳桿菌結(jié)構(gòu)組成及其體外抗氧化特性進(jìn)行研究。平板培養(yǎng)分離得到的92株乳桿菌經(jīng)ERIC-PCR分型后，共得到13種不同的圖譜，主要分屬于羅伊乳桿菌等五個(gè)種，其中羅伊乳桿菌得到8株。體外抗氧化實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，肥胖易感組氧化應(yīng)激耐受性弱的羅伊乳桿菌數(shù)量顯著下降，氧化應(yīng)激耐受性強(qiáng)的羅伊乳桿菌數(shù)量增加。其中Lactobacillus reuteri L8氧化應(yīng)激耐受性最強(qiáng)，只存在于高脂組，為高脂組特異羅伊乳桿菌，而Lactobacillus reuteri L3氧化應(yīng)激耐受性最弱，高脂組中消失，為正常組特異羅伊乳桿菌。并且L3能夠促進(jìn)派伊爾結(jié)抗炎性細(xì)胞因子IL-10的產(chǎn)生，抑制炎性細(xì)胞因子IL-6、IL-12、TNF-α的產(chǎn)生，而且對(duì)LPS損傷的派伊爾結(jié)細(xì)胞有保護(hù)作用。 最后，研究?jī)芍杲M特異性Lactobacillus reuteri L3和L8對(duì)機(jī)體代謝的影響。結(jié)果顯示，高脂組灌胃Lactobacillus reuteri L3，能顯著抑制高脂膳食引起的體重、血糖、血胰島素水平的增加，但此效果與抑制食物攝入量無(wú)關(guān)。高脂組灌胃Lactobacillus reuteri L3后，能顯著降低血LPS及炎性細(xì)胞因子的水平，而促進(jìn)抗炎性細(xì)胞因子的分泌，另外，灌胃Lactobacillus reuteri L3后，通過(guò)下調(diào)肝臟中LPL及Scd1表達(dá)，上調(diào)Cyp7a1基因表達(dá)，促進(jìn)肝臟組織中脂肪酸分解，并通過(guò)下調(diào)脂肪組織中PPAR-γ、ACC1和Fas的表達(dá)情況，抑制脂肪組織中脂肪酸合成。但高脂灌胃Lactobacillus reuteri L8后，對(duì)高脂膳食的改善效果不顯著。 綜上所述，高脂膳食通過(guò)誘導(dǎo)氧化應(yīng)激導(dǎo)致腸道菌群結(jié)構(gòu)紊亂，使進(jìn)入派伊爾結(jié)的內(nèi)生菌群結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，誘導(dǎo)腸炎性細(xì)胞因子的產(chǎn)生，并通過(guò)血液內(nèi)毒素等引起機(jī)體炎癥，最終導(dǎo)致肥胖等代謝綜合征的發(fā)生。
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：R151
本文編號(hào)：2126496
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：R151
文章目錄
摘要
Abstract
目錄
第一章 緒論
1.1 高脂膳食與腸道氧化應(yīng)激
1.2 高脂膳食與腸道菌群
1.2.1 腸道菌群結(jié)構(gòu)組成
1.2.2 腸道菌群與機(jī)體代謝
1.2.3 高脂膳食對(duì)腸道菌群的影響
1.2.4 益生菌對(duì)機(jī)體健康的影響
1.2.5 研究腸道菌群的分子生物學(xué)技術(shù)
1.3 氧化應(yīng)激與腸道菌群
1.3.1 氧化應(yīng)激對(duì)腸道菌群的影響
1.3.2 腸道菌群對(duì)氧化應(yīng)激的耐受性
1.4 慢性炎癥與機(jī)體代謝
1.5 本論文的研究背景及研究?jī)?nèi)容
1.5.1 論文的研究背景
1.5.2 論文的研究?jī)?nèi)容
第二章 高脂膳食及硫辛酸干預(yù)對(duì)腸道氧化應(yīng)激及菌群的影響
2.1 前言
2.2 實(shí)驗(yàn)材料
2.2.1 試驗(yàn)主要材料
2.2.2 試驗(yàn)主要試劑
2.2.3 主要溶液的配置
2.2.4 試驗(yàn)主要設(shè)備
2.3 實(shí)驗(yàn)方法
2.3.1 體外評(píng)價(jià)氧化應(yīng)激對(duì)菌群的影響
2.3.2 動(dòng)物喂養(yǎng)及組織樣品采集
2.3.3 組織樣品采集
2.3.4 指標(biāo)測(cè)定
2.3.5 結(jié)腸內(nèi)容物總 DNA 提取
2.3.6 結(jié)腸內(nèi)容物菌群 PCR 擴(kuò)增
2.3.7 變性梯度凝膠電泳
2.3.8 基因登錄號(hào)
2.3.9 數(shù)據(jù)分析
2.4 結(jié)果與討論
2.4.1 體外評(píng)價(jià)氧化應(yīng)激對(duì)菌群的影響
2.4.2 高脂膳食及添加硫辛酸對(duì)機(jī)體健康表型的影響
2.4.3 硫辛酸緩解高脂膳食誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激水平
2.4.4 DGGE 技術(shù)及平板計(jì)數(shù)分析飲食對(duì)腸道菌群的影響
2.4.5 氧化應(yīng)激與腸道菌群的相關(guān)性分析
2.5 本章小結(jié)
第三章 高脂膳食及白藜蘆醇干預(yù)對(duì)肥胖易感和肥胖抵抗小鼠腸道氧化應(yīng)激及菌群的影響
3.1 前言
3.2 實(shí)驗(yàn)材料
3.2.1 試驗(yàn)主要材料
3.2.2 試驗(yàn)主要試劑
3.2.3 主要溶液的配置
3.2.4 試驗(yàn)主要設(shè)備
3.3 實(shí)驗(yàn)方法
3.3.1 動(dòng)物喂養(yǎng)
3.3.2 組織樣品采集
3.3.3 指標(biāo)測(cè)定
3.3.4 數(shù)據(jù)分析
3.4 結(jié)果與討論
3.4.1 各組間機(jī)體健康表型的差異
3.4.2 肥胖易感和肥胖抵抗小鼠腸道氧化應(yīng)激水平
3.4.3 熒光原位雜交結(jié)合流式細(xì)胞術(shù)分析腸道菌群組成
3.4.4 腸道氧化應(yīng)激與腸道菌群相關(guān)性分析
3.4.5 肥胖易感及肥胖抵抗小鼠腸道炎癥水平
3.5 本章小結(jié)
第四章 肥胖易感及肥胖抵抗小鼠派伊爾結(jié)內(nèi)生菌群結(jié)構(gòu)的研究
4.1 前言
4.2 實(shí)驗(yàn)材料
4.2.1 實(shí)驗(yàn)主要材料
4.2.2 實(shí)驗(yàn)主要試劑
4.2.3 主要溶液的配制
4.2.4 實(shí)驗(yàn)主要設(shè)備
4.3 實(shí)驗(yàn)方法
4.3.1 動(dòng)物喂養(yǎng)及樣品采集
4.3.2 454 高通量測(cè)序測(cè)定派伊爾結(jié)內(nèi)生菌群結(jié)構(gòu)組成
4.3.3 熒光定量 PCR 對(duì)派伊爾結(jié)內(nèi)生菌群結(jié)構(gòu)的驗(yàn)證分析
4.3.4 派伊爾結(jié)炎癥相關(guān)基因表達(dá)的分析
4.3.5 數(shù)據(jù)分析
4.4 結(jié)果與討論
4.4.1 高脂膳食對(duì)體重、能量攝入及血糖水平的影響
4.4.2 序列有效性、豐度、多樣性分析
4.4.3 基于門屬水平上派伊爾結(jié)內(nèi)生菌群結(jié)構(gòu)的分析
4.4.4 基于多元統(tǒng)計(jì)派伊爾結(jié)內(nèi)生菌群結(jié)構(gòu)的分析
4.4.5 基于熒光定量 PCR 對(duì)派伊爾結(jié)內(nèi)生菌群結(jié)構(gòu)的驗(yàn)證分析
4.4.6 基于熒光定量 PCR 對(duì)派伊爾結(jié)炎癥相關(guān)基因表達(dá)的分析
4.5 本章小結(jié)
第五章 派伊爾結(jié)內(nèi)生乳桿菌及優(yōu)勢(shì)菌羅伊乳桿菌的體外分析
5.1 前言
5.2 實(shí)驗(yàn)材料
5.2.1 主要實(shí)驗(yàn)材料
5.2.2 主要實(shí)驗(yàn)試劑
5.2.3 主要溶液配制方法
5.2.4 實(shí)驗(yàn)主要設(shè)備
5.3 實(shí)驗(yàn)方法
5.3.1 派伊爾結(jié)內(nèi)生乳桿菌的分離
5.3.2 派伊爾結(jié)內(nèi)生羅伊乳桿菌定量分析
5.3.3 羅伊乳桿菌抗氧化活性的體外分析
5.3.4 羅伊乳桿菌調(diào)節(jié)派伊爾結(jié)細(xì)胞細(xì)胞因子水平的體外分析
5.3.5 羅伊乳桿菌 L3 對(duì)派伊爾結(jié)細(xì)胞的保護(hù)作用
5.3.6 統(tǒng)計(jì)分析
5.4 結(jié)果與討論
5.4.1 派伊爾結(jié)內(nèi)生乳桿菌分離結(jié)果
5.4.2 ERIC-PCR 指紋圖譜結(jié)果
5.4.3 羅伊乳桿菌抗氧化活性的體外分析
5.4.4 羅伊乳桿菌調(diào)節(jié)派伊爾結(jié)細(xì)胞細(xì)胞因子水平的體外分析
5.4.5 羅伊乳桿菌 L3 對(duì)派伊爾結(jié)細(xì)胞的保護(hù)調(diào)節(jié)
5.5 本章小結(jié)
第六章 灌胃兩種不同的羅伊乳桿菌對(duì)機(jī)體代謝的影響
6.1 前言
6.2 實(shí)驗(yàn)材料
6.2.1 實(shí)驗(yàn)主要材料
6.2.2 主要實(shí)驗(yàn)試劑
6.2.3 主要溶液配制方法
6.2.4 實(shí)驗(yàn)主要設(shè)備
6.3 實(shí)驗(yàn)方法
6.3.1 羅伊乳桿菌的活化與培養(yǎng)
6.3.2 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)
6.4 結(jié)果與討論
6.4.1 灌胃兩種羅伊乳桿菌對(duì)機(jī)體健康表型的影響
6.4.2 兩種羅伊乳桿菌對(duì)氧氣消耗量、呼吸交換率、能量攝入及活動(dòng)的影響
6.4.3 灌胃兩種羅伊乳桿菌對(duì)內(nèi)毒素的影響
6.4.4 灌胃兩種羅伊乳桿菌對(duì)細(xì)胞因子的影響
6.4.5 灌胃兩種羅伊乳桿菌對(duì)肝臟組織的影響
6.4.6 灌胃兩種羅伊乳桿菌對(duì)脂肪組織的影響
6.5 本章小結(jié)
主要結(jié)論與展望
論文主要結(jié)論
展望
論文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
作者在攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表
【參考文獻(xiàn)】
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3 Julio M Mayol;Yolanda Adame-Navarrete;Pilar Alarma-Estrany;Elena Molina-Roldan;Fernando Huete-Toral;Jesus A Fernandez-Represa;;Luminal oxidants selectively modulate electrogenic ion transport in rat colon[J];World Journal of Gastroenterology;2006年34期
4 Reena Kumari;Vineet Ahuja;Jaishree Paul;;Fluctuations in butyrate-producing bacteria in ulcerative colitis patients of North India[J];World Journal of Gastroenterology;2013年22期
本文編號(hào)：2126496
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