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目的:5-氟尿嘧啶（5-Fluorouracil,5-FU）是常用抗肿瘤药物,其主要副作用是诱发肠黏膜炎导致大量促炎细胞因子分泌。几乎所有的5-FU治疗患者都会发生肠黏膜炎,是造成肿瘤治疗中断的重要因素,直接导致肿瘤治疗失败,目前仍无有效预防和治疗方法。短链脂肪酸（short-chain fatty acids,SCFAs）是肠道菌群的重要抗炎代谢物,是“肠-免疫轴”的主要调控因子,具有抑制免疫细胞活化,促进肠上皮细胞增殖和维持肠黏膜屏障完整性的功能。本研究采用益生元菊粉调节小鼠肠道菌群并增加SCFAs产量,基于代谢组学技术分析菊粉经“肠-免疫轴”途径缓解5-FU诱发小鼠肠黏膜炎机制;进一步研究3种主要SCFAs即乙酸盐（NaAc）、丙酸盐（NaPc）和丁酸盐（NaB）体外抑制5-FU诱发THP-1细胞和Caco-2细胞炎症反应以及维持Caco-2细胞紧密连接完整性机制。方法:1.建立ICR小鼠肠黏膜炎模型,设置正常对照组、5-FU组、菊粉组。1%（m/v）菊粉溶液代替饮水（预先处理30 d）,连续5日腹腔注射5-FU（30 mg/kg）诱发肠黏膜炎,末次给药24 h后取小鼠血清、脾组织和胃至盲肠组织。测量小鼠肠道长度评估肠道损伤情况;q RT-PCR和ELISA法检测脾脏和血清NLRP3、IL-10、IL-1β和s Ig A表达;HE染色观察小鼠肠黏膜组织病理变化;IHC法检测小鼠小肠黏膜组织中紧密连接蛋白ZO-1、Occludin表达;UPLC-QTof-MS/MS技术检测血清代谢组;LC-MS/MS技术检测血清中3种主要SCFAs浓度。2.分别以100μmol/L的NaAc、NaPc和NaB预先处理THP-1细胞24 h,再以2.5 mmol/L的5-FU处理24 h。采用q RT-PCR法检测NLRP3、Caspase-1、IL-1β、IL-6、IL-10 m RNA表达;DCFH-DA荧光探针法检测THP-1细胞活性氧生成;Western blotting法检测LC3-Ⅱ、Beclin-1表达以及NF-κB通路活化;Annexin V-FITC/PI法检测THP-1细胞凋亡率;UPLC-QTof-MS/MS技术分析细胞代谢组。3.分别以100μmol/L的NaAc、NaPc和NaB预先处理Caco-2细胞24 h,再以5mmol/L 5-FU处理24 h。采用q RT-PCR法检测NLRP3、Caspase-1、IL-1β和IL-18的m RNA表达;Western blotting法检测NLRP3、Caspase-1、GSDMD表达及NF-κB通路活化;DCFH-DA荧光探针法检测Caco-2细胞活性氧生成;q RT-PCR法检测紧密连接蛋白ZO-1、Occludin、MUC2的m RNA表达。结果:1.腹腔注射5-FU后小鼠血清中3种SCFAs浓度明显降低（P＜0.05）,口服菊粉可以显著增加小鼠血清中3种SCFAs水平并改善小鼠血清代谢组学紊乱（P＜0.05）;5-FU组小鼠脾脏NLRP3和血清IL-1β表达量较正常对照组显著上升（P＜0.05）,IL-10和s Ig A表达量显著降低（P＜0.05）。口服菊粉可以降低NLRP3和IL-1β表达量,并升高IL-10和s Ig A表达量（P＜0.05）;HE染色结果表明菊粉组小鼠小肠组织黏膜损伤情况较5-FU组明显改善;IHC结果表明菊粉组小鼠肠黏膜组织中紧密连接蛋白ZO-1和Occludin表达量显著高于5-FU组（P＜0.05）。2.与正常对照组比较,5-FU处理后THP-1细胞NLRP3、Caspase-1、IL-1β、IL-6的m RNA表达量显著升高（P＜0.05）;自噬相关蛋白Beclin-1、LC3-Ⅱ表达量也显著增高（P＜0.05）;细胞核内NF-κB p65表达量显著升高（P＜0.05）;细胞活性氧含量和凋亡率明显升高（P＜0.05）。与5-FU组比较,3种主要SCFAs均可抑制THP-1细胞NLRP3、Caspase-1、IL-6的m RNA表达（P＜0.05）,上调IL-10的m RNA表达（P＜0.05）,并抑制自噬相关蛋白Beclin-1、LC3-Ⅱ表达（P＜0.05）;NaAc和NaB组细胞核内NF-κB p65表达显著降低（P＜0.05）,NaPc和NaB组细胞活性氧和IL-1β表达显著降低（P＜0.05）,NaAc组细胞凋亡率显著降低（P＜0.05）。非靶向代谢组学结果表明,5-FU可以诱发THP-1细胞代谢紊乱,3种主要SCFAs的干预可以明显改善细胞氨基酸代谢、甘油磷脂代谢和鞘脂代谢。3.与正常对照组比较,5-FU组Caco-2细胞NLRP3、Caspase-1、IL-1β和IL-18的m RNA表达显著增加（P＜0.05）;细胞活性氧水平和核内NF-κB p65表达也显著升高（P＜0.05）;细胞焦亡相关蛋白GSDMD表达量明显升高（P＜0.05）。与5-FU组比较,3种主要SCFAs均可以抑制Caco-2细胞NLRP3、Caspase-1、IL-1β和IL-18的m RNA表达（P＜0.05）,降低细胞活性氧生成和核内NF-κB p65表达量（P＜0.05）,抑制GSDMD蛋白表达（P＜0.05）,并显著上调Caco-2细胞Occludin、MUC2的m RNA表达量（P＜0.05）。结论:口服菊粉可以显著增加血清中3种SCFAs（NaAc、NaPc和NaB）含量并改善血清代谢组学紊乱,并通过抑制NLRP3炎症复合体活化途径减轻炎症反应,保护肠黏膜屏障完整性。3种主要SCFAs均可以体外抑制巨噬细胞和肠上皮细胞炎症反应并减少各种促炎细胞因子表达,维持细胞间紧密连接完整性。