目的结直肠癌(colorectal cancer,CRC)是世界范围内常见的十大恶性肿瘤之一,新近研究表明其发病率和死亡率位居第三位。特别是在中国地区,结直肠癌发病率和患病率逐渐增加。目前的研究认为CRC是一种多因素多步骤共同作用导致的疾病。目前已知的危险因素包括遗传易感性、年龄、性别、肥胖、生活方式以及环境因素等。约95%的肠道肿瘤是由腺瘤进展来的,但是机制尚未完全阐明。新近研究发现CRC患者的肠道菌群组成和功能与健康人明显不同,且致病菌更容易在肠腔定植。肠道微生物的直接致癌性及其衍生因子之间的相互作用激活致癌信号通路。从一定程度上说,CRC似乎是一种细菌相关性疾病。本研究旨在探索紊乱的肠道菌群在肠道腺瘤到腺癌的序列进展中的作用及机制。方法1、人体实验方法:我们收集了10名健康受试者和10名CRC患者的新鲜粪便按照标准流程制备粪菌液。所有受试者均经过严格的纳入和排除标准筛选,并签署了知情同意书。粪菌液分装后冻存于-80°C冰箱以备后续实验。2、动物实验方法:在接受3天的抗生素鸡尾酒的预处理后,4周龄的20只野生型C57BL/6J雌鼠随机分为2组,分别灌服健康受试者和CRC患者的粪菌液。4周龄的30只Apcmin/+雌鼠分为3组,分别灌服无菌的PBS溶液、健康受试者的粪菌液和CRC患者的粪菌液。在8周的实验周期里一共进行了16次的粪菌移植。处死前收集每只小鼠的新鲜粪便,分离小鼠的肝脏和脾脏、小肠组织及结肠组织。将小肠组织平均分为3段,靠近胃部段为近段,靠近回盲部段为远段。把各段肠道近端组织在液氮中快速冷冻后放置在-80°C保存,远端组织使用4%多聚甲醛固定。(1)记录各组小鼠的肠道腺瘤数量及分布,对小鼠的肠腺瘤组织进行石蜡切片行HE染色评价腺瘤病理分型;(2)对各组小鼠的肠道腺瘤石蜡切片行Ki-67免疫组织化学染色及原位末端转移酶标记技术评价肠道肿瘤细胞的增殖及凋亡情况;(3)行实时荧光定量聚合酶链反应(Real-time fluorescence quantitative polymerasechain reaction)实验检测肠道组织屏障功能及炎症因子的表达情况;(4)采用蛋白质免疫印迹法(Western blot)检测肠道肿瘤组织中Wnt信号通路相关分子蛋白的表达情况;(5)采用16S r DNA Amplicon测序检测不同处理条件下小鼠的肠道菌群差异。结果(1)与灌服无菌PBS溶液的小鼠和灌服健康受试者粪便样本的小鼠相比,灌服结直肠癌患者粪便样本的小鼠肠道腺瘤数目显著增加。(2)与灌服健康受试者粪便样本的小鼠相比,灌服结直肠癌患者粪便样本小鼠的腺瘤细胞Ki-67免疫组化染色阳性百分比明显增加,凋亡细胞染色百分比明显降低。(3)与灌服健康受试者粪便样本的小鼠相比,灌服结直肠癌患者粪便样本的小鼠肠道黏膜屏障功能相关紧密连接蛋白在m RNA水平的相对表达量下降,肠道炎症细胞因子在m RNA水平的相对表达量上升。(4)与灌服健康受试者粪便样本的小鼠相比,灌服结直肠癌患者粪便样本小鼠肠道腺瘤细胞β-catenin出现明显异位表达,cyclin D1阳性细胞比例明显增加。(5)与灌服健康受试者粪便样本的小鼠相比,灌服结直肠癌患者粪便样本的小鼠粪便中普沃氏菌属和螺杆菌属等条件致病菌丰度显著增加,梭菌属Ⅳ和XIVa以及罗氏菌属等产丁酸菌丰度减少。结论灌服结直肠癌患者粪便样本的Apcmin/+小鼠出现肠道黏膜屏障破坏和慢性低度炎症,Wnt/β-catenin相关信号通路活化,肠道菌群失衡从而促进肠腺瘤恶变。本研究为针对肠道菌群的CRC防治提供新的视角,肠道菌群的靶向干预似乎是治疗CRC的一种有前景的途径。