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目的:脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)是人类肠道革兰氏阴性细菌细胞壁主要组成成份之一,其进入循环能够活化单核细胞/巨噬细胞等免疫细胞引发广泛免疫应答反应。随着溶栓药物及介入治疗等再灌注技术应用,在疏通堵塞血管同时也会引起缺血再灌注(Ischemia-Reperfusion,I/R)损伤。小鼠Ly6Chi单核细胞被认为是一种促炎型亚群,在机体炎症反应发生发展中扮演重要角色。我们假设脑I/R作为一种严重的应激,可引起一过性的肠道通透性增高,进而导致肠道菌群产物(如LPS和D-乳酸盐)移位进入循环中,激活循环单核细胞进而加重脑缺血再灌注(ischemia/reperfusion,IR)损伤;相应的,如果针对细菌产物或肠道通透性进行相应干预,则有可能减轻脑I/R损伤。方法:(1)小鼠脑I/R损伤模型后肠道通透性及循环单核细胞亚群动态变化:利用FD4(FITC-dextran 4KD)检测不同肠段的通透性(以循环中检测到FD4浓度表示)改变。同时分别在模型制备1d、2d、3d后取外周血检测循环单核细胞亚群(Ly6Chi、Ly6Cint、Ly6Clo三群)比例变化;进行脑组织2,3,5-Triphenyltetrazolium chloride(TTC)染色,和循环D-乳酸盐及LPS浓度检测(菌群移位的两个标志物);HE(Hematein-Eosin)染色、免疫荧光染色和透射电镜检测观察肠组织微观结构改变;采用小动物超声检测肠系膜上动脉血流,观察小鼠MCAO模型后肠道血流变化。(3)以脑I/R损伤后肠道通透性增加为靶点干预研究:分别采用LPS清除剂多粘菌素B(Polymyxin B,PMB)和肠黏膜保护剂丙氨酰谷氨酰胺(alanyl-glutamine,GLN)作为脑I/R后以肠道通透性增高为靶点的干预方法,于模型制备后1d、2d、3d检测循环单核细胞亚群比例、脑组织TTC染色、血浆LPS及D-乳酸盐浓度检测。结果:(1)小鼠脑I/R损伤模型后肠道通透性及循环单核细胞亚群动态变化:术后MCAO组2d小鼠血浆FD4浓度可出现峰值,并明显高于sham组;相关性分析显示血浆FD4浓度与脑梗死面积呈显著相关;不同肠段通透性检测结果显示,结肠通透性增加最为明显,与sham组比较血浆FD4浓度升高约4.1倍;病理学检测显示结肠段通透性增高最为明显:光镜下观察看到MCAO组结肠黏膜轻度破坏,黏膜内炎症细胞浸润,绒毛形态不规则;免疫荧光染色发现在MCAO组中,小鼠结肠黏膜蛋白分布不连续,紧密连接明显破坏;透射电镜下观察到MCAO组小鼠结肠紧密连接疏松,间隙明显增宽,部分桥粒缺失且密度降低。流式细胞术分析显示,MCAO组Ly6Chi单核细胞比例从术后1 d即显著升高,2 d达到最高峰,3d比例开始降低。Pearson相关分析发现,梗死面积百分比和神经功能学评分(m NSS评分)与Ly6Chi单核细胞比例呈显著相关性。D-乳酸盐及LPS检测结果显示,术后1d血浆浓度均显著升高。(2)以脑I/R损伤后肠道通透性增加为靶点干预研究:脑TTC染色显示,MCAO+GLN组梗死面积百分比明显小于MCAO组。MCAO+PMB组平均梗死面积也较MCAO组有所降低。流式检测发现,MCAO+PMB组在2d与3d时Ly6Chi比例也显著降低。GLN干预后Ly6Chi单核细胞比例明显降低。结论:本研究首次证实在小鼠脑I/R后可出现肠道屏障功能的破坏和一过性肠道菌群移位显现,并伴有肠道通透性一过性增高,以结肠最为明显,同时伴有循环Ly6Chi单核细胞比例增加。针对脑I/R损伤后菌群移位的干预措施(LPS清除剂和粘膜保护剂)可有效降低Ly6Chi单核细胞比例,并改善脑I/R损伤。上述结果提示,肠道菌群移位继发的单核细胞活化可能是脑I/R损伤的潜在治疗靶点。