微囊藻毒素(MCs)是由蓝藻产生的一类单环七肽毒素,可通过饮水、水产品或者娱乐活动进入机体,诱发严重肠道损伤。然而,关于MCs引起肠道损伤的确切机制却并不清楚。肠道菌群是肠道最重要的组成部分之一;无论是饮水或食物造成的MCs暴露,最先接触的都是肠道菌群。MCs可能是通过影响肠道菌群进而诱导肠道损伤。因此,本文旨在研究肠道菌群在MCs诱导的肠道损伤中的作用与机制。本课题首先采用灌胃方式对小鼠进行8周的MC-LR(L代表亮氨酸,R代表精氨酸)亚慢性暴露实验,MC-LR剂量分别为0、400μg/kg。在实验过程中,小鼠无死亡,体重、活动量、毛色等无明显变化;但是结肠病理切片发现组织损伤,如炎细胞浸润、肠粘膜脱落、部分隐窝结构破坏、肠壁变薄等。以上结果表明成功建立MC-LR诱导的肠道损伤小鼠模型。在肠道损伤模型建立成功的基础上,对结肠内容物进行高通量测序,探讨MC-LR对结肠肠道菌群的影响。实验发现,MC-LR明显地降低了小鼠结肠菌群的α多样性。在门水平上,MC-LR通过升高肠道Proteobacteria、Deferribactere和Spirochaetes等条件致病菌丰度,降低Candidatus Saccharibacteria丰度,进而诱导小鼠结肠发生损伤的概率增加;在属水平上,MC-LR通过诱导短链脂肪酸生产菌菌群丰富度下降,促进炎症发生,从而引起小鼠结肠损伤。同时,结肠菌群的功能预测:与对照组相比,MC-LR诱导肠道菌群的氨基酸代谢、能量代谢、核酸代谢、聚糖生物合成代谢以及辅助因子和维生素代谢下降;而碳水化合物代谢、脂质代谢和异生素生物降解及代谢上升;尤其是,MC-LR诱导肠道相关疾病的菌群功能丰度上升。以上结果可以看出,MC-LR通过诱导肠道内微生物在门水平、属水平及微生物潜在功能等发生变化,从而诱导肠道损伤发生,患各种肠道疾病的概率也相应增加。综上所述,MC-LR能够降低肠道菌群的α多样性,改变小鼠结肠微生物的组成和功能,引起肠道微生物生态失衡,结肠屏障破坏,进而增加机体损伤、疾病的风险。本研究从肠道菌群的角度阐释了MC-LR引起的肠道损伤的作用机制,将为揭示MC-LR引起的其他毒性提供新的研究思路。