考来烯胺树脂改善肥胖小鼠缺血性卒中预后的机制研究

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背景肥胖是缺血性卒中的重要危险因素。肠道菌群紊乱被证实在缺血性卒中以及肥胖的病理生理机制中均扮演着重要角色。研究发现胆汁酸(Bile acid,BA)是高脂饮食(High-fat diet,HFD)导致肠道菌群紊乱的重要影响因素。考来烯胺(Cholestyramine resin,CR)是一种BA结合树脂,对多种胆汁淤积相关的功能障碍具有保护作用。目的本研究拟探究考来烯胺是否对肥胖小鼠缺血性卒中具有保护作用,以及肠道菌群在其中的作用。方法将雄性C57BL/6J小鼠随机分为三组,正常饮食(Normal diet,ND)组小鼠使用正常饲料喂养;45%HFD组小鼠用45%HFD喂养8周诱导出现肥胖表型,CR干预组小鼠在45%HFD喂养的同时通过灌胃的方式每天给予CR。每周测量小鼠体重,在干预8周后,测定血脂水平和分析粪便菌群结构。接着,通过线栓法建立大脑中动脉栓塞(Middle cerebral artery occlusion,MCAO)模型。在卒中后第3天,检测脑梗死体积和血清炎症细胞因子水平,分析盲肠菌群结构,测定盲肠内容物BA和短链脂肪酸(Short chain fatty acids,SCFAs)的含量。进一步的,通过粪菌移植(Fecal microbiota transplantation,FMT)实验探究不同干预处理小鼠的肠道菌群对卒中结局的影响。在受体小鼠MCAO术后第3天,检测脑梗死体积、脑水肿程度、神经功能缺损症状和神经炎症反应,此外,测定肠屏障完整性和血清炎症细胞因子水平,分析盲肠菌群结构。结果相比于ND,长期45%HFD喂养导致肥胖和血脂代谢异常,16S rRNA测序分析发现肥胖小鼠发生显著的肠道菌群紊乱。CR干预减轻长期45%HFD喂养导致的肥胖、血脂异常和肠道菌群紊乱。相比于体瘦小鼠,肥胖小鼠卒中后脑梗死体积增大和血清炎症细胞因子水平升高,盲肠内容物中胆汁酸谱发生了显著紊乱,以甘氨脱氧胆酸和牛磺脱氧胆酸的浓度升高为特征;此外,丁酸水平显著降低。CR干预可以减轻卒中后脑损伤和系统炎症反应、调节胆汁酸谱组成以及增加盲肠丁酸含量。更进一步地,通过FMT实验发现,肥胖小鼠的肠道菌群加重受体小鼠卒中后脑损伤、肠屏障功能障碍和系统炎症反应,相较而言,CR干预小鼠的肠道菌群加重受体小鼠卒中预后不良的作用减弱。结论肥胖导致肠道菌群紊乱可加重卒中预后不良,伴有胆汁酸代谢紊乱和丁酸水平降低。CR对肥胖小鼠具有代谢改善作用和肠道菌群调节作用,减轻其卒中后脑损伤和肠屏障破坏,这可能与调节肠道菌群组成、胆汁酸和丁酸代谢有关。
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