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基于现代社会物质资源的极大丰富,以富营养为特点的高热量饮食结构愈发普遍;结合小儿脏腑娇嫩、脾胃娇弱的生理特点,摄入富营养饮食—即过食肥甘厚味,兼之小儿属纯阳之体,生长发育迅速,营养需求旺盛,家长短时间内难以掌控、纠正富营养型饮食结构,从而临床易见小儿诸多慢性、难治性疾病,临床尚缺乏有效的预防性治疗手段。而高热量饮食因素与肠道微生态的失衡密切相关,高热量饮食可引起肠道菌群失调,进而导致短链脂肪酸代谢障碍,引发代谢下游机制启动,GPR43作为下游通路中的一个重要环节,影响IL-18的表达,从而可能影响肠上皮细胞的完整性,导致机械屏障受损,黏膜通透性改变。本研究从以上通路开展研究,探索高热量饮食对“肠道菌群—SCFAs—GPR43—IL-18”通路的影响,并探索粪菌移植对以上通路的作用。为探索富营养饮食所导致的儿科疾病的防治提供依据和思路。实验一目的探索高热量饮食模型大鼠粪菌对正常大鼠“肠道菌群—SCFAs—GPR43—IL-18”通路的影响。方法40只SPF级SD大鼠随机分为5组,分别为正常组1(Nomal Control 1,NC1)、正常组2(Nomal Control 2,NC2)、高热量饮食模型组(Model 1,M1)、高热量饮食粪菌移植组(Model 2,M2)、正常粪菌移植组(Model 3,M3),并采用抗生素干预模拟伪无菌模型大鼠、饲喂特制饲料复制高热量饮食模型大鼠。依组分别给予生理盐水、高热量饮食菌液、正常饮食菌液灌肠。观察大鼠基本表征,计算肝指数、脾指数、胸腺指数的变化;光学显微镜下观察结肠组织的形态学变化;高通量测序检测肠道菌群的变化;气相色谱-质谱联用检测短链脂肪酸中乙酸、丙酸、丁酸含量;免疫组化检测结肠组织中GPR43表达;Elisa法测定大鼠血清中IL-18的含量。结果1.基本表征一般体征:实验第1-6天抗生素大鼠造模期间,NC1组大鼠的精神状态良好,运动灵活,饮食正常,皮毛柔软有光泽,大便色棕黑、呈梭状,便量多质粗;其余各组大鼠外观与NC1组无显著差异,仅出现大便颜色变浅、黄,稀软不成形的表现。实验第7-12天正式造模期间,NC1、NC2组大鼠的精神状态良好,活动灵便,皮毛柔顺有光泽,大便色棕黑、呈梭状,便量多质粗;M1、M2组大鼠的精神较差,出现蜷缩扎堆现象,活动度降低,皮毛光泽度下降,大便较粘腻不成形。体重:在实验第1-6天抗生素大鼠造模时间内,NC1组大鼠的体质量随时间逐渐增长。与NC1组相比,其余各组大鼠的体质量呈不同程度降低趋势(P<0.05)。实验第7-12天正式造模期间,NC1组大鼠的体质量随时间逐渐增长,NC2组与其无显著差异(P>0.05)。与NC1、NC2组相比,M1组体重呈降低趋势(P<0.05);与M1相比,M2、M3组大鼠体重呈增高趋势(P<0.05)。腹围:在实验第1-6天抗生素大鼠造模时间内,NC1组大鼠的腹围随时间逐渐增长。与NC1组相比,其余各组大鼠的腹围均有不同程度降低(P<0.05)。实验第7-12天正式造模期间,NC1组大鼠的腹围随时间逐渐增长。与NC1、NC2组相比,M1组腹围显著降低(P<0.05)。与M1组相比,M2、M3组腹围表现为一定程度的增高(P<0.05)。2.脏器指数在胸腺指数中,各组大鼠无显著性差异(P>0.05)。在脾指数中,与NC1、NC2组相比,M1组脾指数降低(P<0.05);与M1组相比,M3组大鼠脾指数显著升高(P<0.05)。在肝指数中,与NC1、NC2组相比,M2、M3组大鼠肝指数降低(P<0.05)。3.结肠组织形态观察200倍光镜下可见,NC1、NC2、M3组大鼠结肠组织结构清晰完整。M1、M2组较正常组的黏膜上皮层结构改变不明显,可见有细胞排列紊乱,杯状细胞聚集。4.肠道微生态4.1微生物群落结构—PCA、PCoA、NMDS、PLS-DAM1、M2组在菌群结构上更加类似,与NC1、NC2、M3组有明显区别。与NC2组相比,NC1、M3组在菌群结构上更加有趋向性。4.2微生物α多样性—Sob、Shannon、Chao 1、AceM1、M2组在群落丰度及多样性低于NC1、NC2组大鼠(P<0.05)。4.3物种差异性(科水平)具体差异物种在科水平中表现为:与NC1组相比,NC2组疣微菌科升高(P<0.05);M3组与之无显著性物种差异(P>0.05)。与NC2组相比,M1组疣微菌科、拟杆菌科升高(P<0.05);乳酸杆菌科、S24-7科、瘤胃球菌科降低(P<0.05);M2组普雷沃氏菌科、拟杆菌科、疣微菌科升高(P<0.05);S24-7科、乳酸杆菌科降低(P<0.05)。5.短链脂肪酸乙酸:与NC1组相比,NC2、M1、M2组乙酸显著降低(P<0.05);与NC2组相比,M1、M2组乙酸显著降低(P<0.05);与M1、M2组相比,M3组乙酸显著增高(P<0.05)。丙酸:与NC1组相比,M1、M2组丙酸显著降低(P<0.05);与NC2组相比,M1组丙酸显著降低(P<0.05),M2组丙酸虽有降低,但差异无统计学意义(P>0.05);与M1、M2相比,M3组丙酸显著增高(P<0.05)。丁酸:与NC1组相比,NC2、M1、M2、M3组丁酸显著降低(P<0.05);与NC2组相比,M1、M2组丁酸虽有降低,但差异无统计学意义(P>0.05);与M1、M2组相比,M3组丁酸显著增高(P<0.05)。6.GPR43的表达在各组大鼠结肠组织中,GPR43均可进行表达。M1、M2组表达量低于NC1、NC2、M3组。7.血清IL-18水平与NC1、NC2组相比,M1组大鼠血清IL-18含量明显升高(P<0.05);与M1组相比,M3组大鼠血清IL-18含量明显降低(P<0.05)。结论1.抗生素干预大鼠模型复制成功。通过正常菌液移植,可使抗生素干预大鼠肠道菌群向正常大鼠恢复;通过高热量饮食菌液移植,可使正常大鼠菌群出现与高热量饮食模型组相似的菌群结构紊乱。2.高热量饮食模型大鼠复制成功,且符合临床特征。在造模时间内,高热量饮食模型大鼠的活动度较差,体质量、腹围呈降低趋势,脏器指数异常,结肠组织出现相应的病理改变。3.高热量饮食因素通过影响“肠道菌群—SCFAs—GPR43—IL-18”通路而引起机体一系列病理反应。即肠道菌群失调,引起其主要代谢产物短链脂肪酸代谢障碍,进而影响GPR43的表达,从而导致血清中IL-18的表达升高。实验二目的探索粪菌移植联合中成药小儿化食丸对高热量饮食模型大鼠“肠道菌群—SCFAs—GPR43—IL-18”通路的影响,为未来儿科难治性肠道菌群紊乱相关疾病的治疗提供思路。方法48只SPF级SD大鼠随机分为6组,分别为正常组2(Nomal Control 2,NC2)、高热量饮食模型组(Model 1,M1)、妈咪爱组(Ma Mi Ai,MMA)、小儿化食丸组(Xiao Er Hua Shi Pills,HSW)、正常饮食粪菌联合小儿化食丸组(Combined,LH)、正常粪菌移植组(Normal Fecal Microbiota Transplantation,ZFYZ)。并采用抗生素干预模拟伪无菌模型大鼠、饲喂特制饲料复制高热量饮食模型大鼠。后四组依组分别给予MMA、小儿化食丸、正常饮食菌液联合小儿化食丸、正常饮食菌液治疗。观测指标同实验一。结果1.基本表征一般体征:在实验第1-6天抗生素大鼠造模时间内,各组大鼠无显著性差异。实验第7-12天正式造模期间,与NC2组相比,M1组大鼠精神较差,出现蜷缩扎堆现象,活动度降低,皮毛光泽度下降,大便较粘腻不成形。与M1组相比,MMA、HSW、ZFYZ、LH组大鼠可出现不同程度的精神好转,活动灵活度改善,蜷缩扎堆现象消失,粪便基本恢复正常。体重:在实验第1-6天抗生素大鼠造模时间内,各组大鼠的体重不完全相同(P<0.05)。实验第7-12天正式造模期间,NC2组大鼠的体质量随时间逐渐增长,与NC2组相比,MMA、HSW、ZFYZ、LH、M1组体重呈不同程度降低(P<0.05)。腹围:在实验第1-6天抗生素大鼠造模时间内,各组大鼠的腹围不完全相同(P<0.05)。实验第7-12天正式造模期间,NC2组大鼠的腹围随时间逐渐增长,与NC2组相比,MMA、HSW、ZFYZ、LH、M1组腹围呈不同程度降低(P<0.05)。2.脏器指数在胸腺指数中,与M1组相比,ZFYZ组胸腺指数升高(P<0.05);与ZFYZ组相比,HSW组胸腺指数降低(P<0.05)。在肝指数中,各组无显著性差异(P>0.05)。在脾指数中,与NC2组相比,M1、MMA、LH组脾指数降低(P<0.05);与M1组相比,ZFYZ组脾指数升高(P<0.05),HSW、MMA、LH组脾指数有一定程度升高,但差异无统计学意义(P>0.05)。3.结肠组织形态观察200倍光镜下可见,NC2组大鼠结肠组织结构清晰完整,M1组大鼠较正常组的黏膜上皮层结构改变不明显,可见有细胞排列紊乱,杯状细胞聚集。ZFYZ、HSW、MMA、LH组大鼠结肠组织的病变程度较M1组出现不同程度显著减轻。4.肠道微生态4.1微生物群落结构—PCA、PCoA、NMDS、PLS-DA经过不同因素干预治疗,M1组与MMA、HSW、NC2、LH、ZFYZ组有显著区别。其中,与NC2组相比,LH组在菌群结构上与之更加相似,与ZFYZ、MMA、HSW组有明显区别。4.2微生物α多样性—Sob、Shannon、Chao 1、Ace与NC2组相比,M1组群落丰度及多样性显著降低(P<0.05)。与NC2、LH组相比,MMA、HSW、ZFYZ组群落丰度及多样性显著降低(P<0.05)。4.3物种差异性(科水平)与NC2组相比,M1组乳酸杆菌科、S24-7科、瘤胃球菌科降低(P<0.05);疣微菌科、拟杆菌科升高(P<0.05)。与M1组相比,LH组乳酸杆菌科、毛螺杆菌科、瘤胃球菌科、Christensenellaceae升高(P<0.05),疣微菌科、拟杆菌科减少(P<0.05);ZFYZ组乳酸杆菌科、毛螺杆菌科、Christensenellaceae升高(P<0.05),疣微菌科、拟杆菌科降低(P<0.05);HSW组普雷沃氏菌科降低(P<0.05);MMA组疣微菌科降低(P<0.05)。5.短链脂肪酸乙酸:与NC2组相比,M1、HSW、ZFYZ、MMA组乙酸水平显著降低(P<0.05),LH组乙酸水平显著升高(P<0.05)。与M1组相比,ZFYZ、HSW、MMA、LH组乙酸升高(P<0.05)。丙酸:与NC2组相比,M1、HSW、ZFYZ组丙酸水平显著降低(P<0.05)。与M1组相比,LH组丙酸升高(P<0.05)。丁酸:与NC2组相比,HSW、ZFYZ组丁酸水平显著降低(P<0.05)。与ZFYZ、HSW组相比,LH组丁酸升高(P<0.05)。6.GPR43的表达在各组大鼠结肠组织中,GPR43均可进行表达。与M1组相比,GPR43在LH、ZFYZ、HSW、MMA组的表达均有一定程度的升高。7.血清IL-18水平与NC2组相比,M1组血清IL-18含量明显升高(P<0.05);与M1组相比,LH、HSW、ZFYZ组血清IL-18含量明显降低(P<0.05)。结论小儿化食丸、微生态制剂妈咪爱、正常菌液移植、粪菌移植疗法联合中成药小儿化食丸均可通过影响“肠道菌群—SCFAs—GPR43—IL-18”通路而对高热量饮食模型大鼠产生保护作用,其中粪菌移植联合中药疗法产生协同作用,具有一定优势。