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第一部分粪菌移植在宿主抵抗肺炎克雷伯菌肝脓肿中的作用目的:肺炎克雷伯菌肝脓肿(KPLA)是肝脏常见的感染性疾病,存在严重并发症,致残和致死率高。面对临床上突出的细菌耐药问题,医生和科研人员试图寻找针对KPLA新型有效的治疗方法。肠道菌群作为维持宿主免疫稳态的重要介质,与肝脏疾病(如乙肝、肝癌、酒精性脂肪肝等)关系密切。恢复肠道菌群稳态的治疗方法,如粪便菌群移植(FMT),已被报道在临床和动物实验中能够改善感染性疾病的预后。作为肝脏疾病的一部分,我们希望探索FMT是否发挥类似的效应影响KPLA的发生和发展。方法:(1)利用飞行时间质谱系统验证菌株来源,提取细菌DNA,扩增获得PCR产物,然后经过1%凝胶电泳显示其毒力基因,最后通过拉丝实验验证菌株的超黏液表型。(2)利用肺炎克雷伯菌(K.p.)感染C57BL/6J雄鼠构建KPLA小鼠模型,通过小鼠感染后的表现、肝脏表面脓肿形成和H&E染色结果验证模型的构建成功。(3)利用16S r RNA测序技术分析K.p.侵袭小鼠前后肠道菌群发生的改变。(4)通过在小鼠饮用水中加入多种抗菌药物来构建肠道菌群耗竭(MD)的小鼠模型,并且通过16S r RNA测序技术进行验证。(5)给与MD小鼠感染K.p.,观察小鼠的生存情况、评估临床症状和肝脏损伤程度、检测炎症指标水平和生化指标ALT和AST的水平。(6)给与MD+KPLA小鼠移植健康小鼠的肠道菌群,观察小鼠肝脏损伤程度、生存情况以及炎症水平的改变。结果:(1)造模菌株为K.p.,具有mag A、rmp A和aerobacterin这三种毒力基因,是一株超黏液表型的临床分离株。(2)利用该菌株成功构建KPLA小鼠模型,感染细菌后小鼠出现进食减少、气促、眼角分泌物增多、竖毛或嗜睡等感染症状。KPLA小鼠肝脏表面形成大小不一的花斑样脓肿,H&E染色结果显示肝细胞胞浆空泡样变性坏死且边缘伴随有大量的炎性细胞浸润。(3)小鼠感染K.p.后肠道菌群的构成发生显著的改变,Ruminococcaceae和Lactobacillusaceae丰度显著减少,有害细菌Enterohepataceae水平显著增加。(4)多种抗菌药物使用成功耗竭小鼠肠道内的大部分肠道微生物,可以代替无菌小鼠用以后续实验。(5)MD小鼠感染K.p.后,细菌清除能力、生存率降低,肝损伤和炎症因子表达水平升高。(6)肠道菌群移植后,改善MD+KPLA小鼠的生存情况和肝损伤,并且使高水平的炎症因子趋于正常化。结论:K.p.侵袭小鼠导致肠道内的菌群构成发生显著改变,恢复菌群稳态可明显减轻KPLA小鼠的肝脏损伤和炎症程度。第二部份基于靶向代谢组学分析KPLA小鼠胆汁酸谱组成目的:代谢组学技术的兴起使得全面且精准地测定疾病发生发展时体内代谢产物的变化成为可能。在诊断过程中KPLA可能因为临床表现不典型而延误,因此早期临床诊断尤为重要。我们发现K.p.感染后导致小鼠肠道菌群基本重塑,最引人注意的是参与次级胆汁酸(SBAs)合成的瘤胃菌科丰度明显降低。基于以上方面,我们将探索KPLA发病过程中是否会引起SBAs的降低,以及这种代谢产物能否作为KPLA早期诊断的分子标志物。方法:(1)利用靶向代谢组学技术分析KPLA和健康对照组小鼠粪便和血清中胆汁酸的水平。(2)Elisa法检测KPLA和健康对照组小鼠血清炎症因子和生化水平。(3)分析SBAs与炎症因子和生化指标的相关关系。结果:(1)与对照组比较,KPLA组小鼠血清和粪便中DCA和LCA的含量均降低。(2)KPLA组小鼠体内IL-1β、IL-6、TNF-α(炎症指标)、ALT和AST(生化指标)水平均高于对照组。(3)血清中DCA与IL-1β、IL-6和TNF-α呈负相关(r=-0.612,P<0.01;r=-0.692,P<0.01;r=-0.697,P<0.01);血清中LCA与IL-6呈负相关(r=-0.611,P<0.01)。结论:SBAs在KPLA小鼠体内低表达,与炎症因子水平成负相关。第三部分SBAs下调NF-κB炎症通路减轻 KPLA小鼠炎症水平和肝脏损伤目的:最新的证据表明,SBAs在多种疾病中的发挥着有益作用,尤其是在感染性疾病中发挥抗炎及保护性作用。虽然先前的实验结果考虑SBAs可能具有抗炎作用,但是需要进一步的实验验证。除此之外,SBAs在KPLA中的抗炎机制也未可知。该部分着重验证以上几个方面。方法:(1)肝脓肿小鼠经口灌胃LCA和DCA,分析其存活率、组织细菌负荷、组织病理学和炎症因子水平。(2)通过WB检测SBAs刺激后NF-κB通路有关的关键蛋白质的表达情况,包括p-IκBα、NF-κB p50和NF-κB p65。(3)使用q RT-PCR、IHC和WB技术检测TGR5的表达水平。结果:(1)SBAs改善了KPLA小鼠的存活率和肝脏病理,并降低了细菌负荷和炎症因子水平。(2)SBAs下调NF-κB炎症信号通路中关键蛋白的表达,包括IκBα的磷酸化,NF-κB p50和NF-κB p65的核易位。(3)SBAs的保护作用可能取决于TGR5的高表达。结论:SBAs通过TGR5下调NF-κB炎症信号通路,发挥抗炎和保护肝脏的作用。