肠道不仅是机体吸收营养物质的主要场所,也是抵御肠腔有害细菌和内毒素等有害物质侵入机体的重要防线。正常生理状态下,肠道上皮细胞间依靠紧密连接（tight junctions,TJs）、黏附连接（adherens junctions,AJs）和细胞桥粒的动态平衡稳定,形成有效的机械屏障。但在某些病理刺激伤害下,肠道上皮屏障的完整性被破坏,引起肠道通透性的增加,从而促使肠道内容物以及菌群进入机体,严重时可引起多器官功能的衰竭。盲肠结扎穿刺手术（cecum ligation and puncture,CLP）是构建啮齿类动物败血症的最经典实验,被誉为研究败血症的“黄金标准”模型。败血症能够破坏肠道屏障的完整性。因此在本实验中,我们利用CLP来建立以C57BL/6为背景的WT和GPR109A^-/-小鼠败血症模型,系统研究了GPR109A对败血症模型中肠道屏障的影响及机制。实验结果表明,与WT小鼠相比GPR109A^-/-小鼠呈现更严重的病理变化,包括体重损失加快,体温变化更大,临床评分更高,存活率更低,炎症反应更加严重以及组织学评分更高。此结果说明GPR109A确实能够缓解CLP诱导的败血症。接下来我们检测了败血症模型中肠道屏障的完整性,发现GPR109A^-/-小鼠血清中具有更多的FITC-葡聚糖,表明GPR109A^-/-小鼠肠道通透性更高。组织免疫荧光结果显示,GPR109A^-/-小鼠结肠组织中MUC-2明显低于WT小鼠。在本实验中所有检测的结肠组织紧密连接蛋白,包括Claudin1（Cldn1）、Claudin2（Cldn2）、Zo1、Zo2和Occludin（Ocln）均为WT小鼠均高于GPR109A^-/-小鼠。回肠组织检测结果与结肠组织高度一致。以上结果表明,GPR109A能够抵御败血症中肠道屏障完整性的破坏。近年来,GPR109A介导菌群代谢产物的作用已经被证实,但GPR109A是否参与肠道菌群的调控还未见报道。因此接下来,我们检测了两种小鼠的肠道菌群结构,发现WT和GPR109A^-/-两种小鼠肠道菌群结构具有明显的差异,表明GPR109A本身具有调节肠道菌群结构的功能。CLP手术之后,WT和GPR109A^-/-小鼠肠道菌群发生剧烈变化,表明CLP手术能严重破坏小鼠肠道菌群结构。为了确定肠道菌群在败血症模型中的作用,我们利用抗生素将小鼠肠道菌群去除。但在CLP手术后48 h内小鼠全部死亡,证明肠道菌群在败血症中起到重要作用,至少在CLP诱导的小鼠败血症模型中起到重要作用。为了进一步证明肠道菌群在败血症模型中的关键作用,我们将WT和GPR109A^-/-两种小鼠的肠道菌群互相移植。CLP手术之后,GPR109A^-/-小鼠体重损失,体温变化,临床评分,死亡率,炎症反应及组织学评分都得到了明显改善。GPR109A^-/-小鼠血清中的FITC-葡聚糖含量基本与WT小鼠持平,表明WT和GPR109A^-/-小鼠肠道通透性基本相同。WT和GPR109A^-/-小鼠结肠和回肠组织中的MUC-2表达,以及紧密连接蛋白Cldn1,Cldn2,Cldn3,Zo1,Zo2和Ocln的表达没有明显区别。以上所有结果表明,GPR109A通过调节小鼠肠道菌群结构从而抑制CLP败血症中的炎症反应并且维持肠道上皮屏障的完整性。