牙周炎是由菌斑微生物引发的慢性炎症性疾病,患病率高,影响全球近50%成年人,在我国成年人群中的患病率超过70%,是成年人失牙的主要原因,还会对全身健康产生不利影响,例如,牙周炎可能增加糖尿病的患病风险,并影响糖尿病患者的血糖控制情况,然而这两种疾病之间关系的机制仍有待进一步阐明。近期研究表明,牙周炎可导致肠道菌群改变,而肠道菌群与血糖调节关系紧密,肠道菌群的改变可能对糖代谢产生影响。因此,本研究拟探讨肠道菌群是否参与牙周炎对血糖稳态的影响,并初步探索其机制。第一部分高脂背景下牙周炎对糖代谢和肠道菌群的影响【目的】研究高脂背景下,牙周炎对糖代谢和肠道菌群的影响。【方法】将24只雄性SD大鼠随机分为四组（每组6只）:（1）对照组,给予常规饮食;（2）牙周炎组,用5-0丝线结扎大鼠双侧上颌第二磨牙诱导牙周炎;（3）高脂饮食组,给予高脂饮食;（4）高脂饮食+牙周炎组,给予高脂饮食,并在实验开始后8周诱导牙周炎。实验开始12周后检测空腹血糖及葡萄糖耐量,然后全麻下采血,安乐处死大鼠,收集盲肠内容物,通过Illumina Mi Seq平台对样本中16S r RNA基因进行测序,用RDP Classifier和SILVA（SSU123）16S r RNA数据库对测序结果进行分析。然后,通过相关性分析研究牙周炎诱导的肠道菌群变化与血糖指标的相关性。【结果】高脂饮食+牙周炎组大鼠的空腹血糖水平显著高于单纯高脂饮食组,葡萄糖耐量受损情况更加严重。另外,牙周炎组的空腹血糖水平显著高于对照组,并出现葡萄糖耐量受损。盲肠菌群的主坐标分析和相似性分析均显示,高脂饮食组大鼠的盲肠菌群与高脂饮食+牙周炎组有明显的分群,后者肠道菌群中变形菌门的细菌显著富集。另外,与对照组相比,牙周炎组大鼠肠道菌群中拟杆菌门与厚壁菌门的比值显著下降,Lachnospiraceae＿NK4A136＿group丰度显著降低,异杆菌属、瘤胃球菌科UCG＿005、布劳特氏菌属丰度显著升高。相关性分析的结果显示,肠道菌群中Lachnospiraceae＿NK4A136＿group的丰度与空腹血糖及负荷60分钟、120分钟的血糖水平显著呈负相关。【结论】牙周炎加重高脂饮食大鼠的糖代谢和肠道菌群失调,且糖代谢和肠道菌群失调可能相关联。第二部分高脂背景下肠道菌群在牙周炎诱导糖代谢异常中的作用【目的】研究高脂背景下肠道菌群是否介导了牙周炎对糖代谢的影响。【方法】将24只Apo E基因敲除小鼠随机分为4组（每组6只）:（1）对照组;（2）牙周炎组;（3）与对照组小鼠同笼饲养的受体小鼠（Co-CR）;（4）与牙周炎组同笼饲养的受体小鼠组（Co-LR）。后两组小鼠为预先用抗生素清除过肠道菌群的受体小鼠（Pseudo-germ-free）。通过丝线结扎诱导牙周炎模型,5周后进行同笼饲养。同笼饲养4周后检测各组小鼠空腹血糖、血脂水平,通过16S r RNA基因测序分析各组盲肠菌群组成;通过组织切片观察受体小鼠结肠组织形态变化,通过q-PCR检测肠壁中紧密连接蛋白及炎症因子的表达水平,并通过ELISA检测血清内毒素水平。【结果】与对照组相比,牙周炎组小鼠的空腹血糖显著升高,肠道菌群的组成和功能显著改变,结肠长度显著降低,结肠中促炎因子TNF-α、IL-2、IL-6、IL-17A、PAI-1和趋化因子Ccl2、Csf1、Cxcl1的表达水平显著升高。通过同笼饲养移植肠道菌群后,Co-LR组空腹血糖显著高于Co-CR组,结肠中炎症因子TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-10、Th17、PAI-1、IFN-γ和趋化因子Ccl2、Csf1、Cxcl1的表达水平显著高于Co-CR组,紧密连接蛋白Occludin、ZO-1的表达水平和血清内毒素的水平显著高于Co-CR组。【结论】高脂背景下,肠道菌群可能介导牙周炎对糖代谢的影响。第三部分健康背景下牙周炎对糖代谢和肠道菌群的影响【目的】健康背景下进一步确认牙周炎对糖代谢和肠道菌群的影响。【方法】将24只8周龄雄性C57BL/6J小鼠随机分为3组（每组8只）:（1）对照组（Con）;（2）牙周炎组（PD）;（3）牙周治疗组（LR）。通过前文所述方法诱导牙周炎,3周后,将牙周治疗组小鼠的结扎线拆除,并用生理盐水进行龈下冲洗。牙周治疗3周后测量空腹血糖及葡萄糖耐量,全麻下采血,然后安乐处死小鼠,采集上颌组织、结肠组织、盲肠内容物,通过组织切片HE染色确认牙周炎的构建及牙周治疗的效果;通过16S r RNA测序和生物信息学分析研究肠道菌群的变化;通过ELISA检测血清内毒素和糖化血红蛋白（Hb A1c）水平。【结果】PD小鼠的空腹血糖水平、Hb A1c水平显著高于Con组,葡萄糖耐量曲线下面积（AUC）显著高于Con组。LR组小鼠的空腹血糖显著低于PD组,Hb A1c水平和葡萄糖耐量曲线AUC与PD组无显著差异。肠道菌群分析显示,PD组肠道菌群的α多样性显著低于Con组。β多样性分析结果显示,PD组肠道菌群与Con组有明显分群,而LR组与对照组肠道菌群比较接近。基于LEf Se的差异分析显示,变形菌门的细菌在PD组小鼠肠道菌群中显著富集,而多种产丁酸盐的细菌在PD组显著减少。LR组肠道菌群中仍有变形菌的富集,且上述产丁酸菌的丰度较PD组无显著恢复。相关性分析的结果显示,上述产丁酸菌的丰度与血清Hb A1c水平呈显著负相关关系。【结论】牙周炎能够打破健康小鼠血糖和肠道菌群的稳态,导致糖代谢受损和肠道菌群失调;牙周治疗可以改善牙周炎小鼠的糖代谢异常。第四部分清除肠道菌群能够减轻牙周炎诱导的糖代谢异常【目的】通过清除肠道菌群研究其是否介导了牙周炎对糖代谢的影响。【方法】将26只8周龄雄性SD大鼠随机分为4组:对照组（n=6）;牙周炎组（n=7）,通过前文所述方法诱导牙周炎;抗生素灌胃组（n=6）,用抗生素清除肠道菌群;牙周炎组+抗生素灌胃（n=7）,诱导牙周炎2周后用抗生素清除肠道菌群。实验持续4周,取材前2日测量空腹血糖,并进行葡萄糖耐量试验。全麻下采血,然后安乐处死大鼠,采集上颌组织、结肠组织、盲肠内容物,通过16S r RNA测序和生物信息学分析确认肠道菌群的清除情况,并分析牙周菌群的变化。通过HE染色和阿尔新蓝染色观察结肠的组织学变化,通过q-PCR检测结肠中炎症因子的表达水平,通过ELISA检测血清中内毒素和促炎因子IL-6、TNF-α、IL-1β的水平。【结果】清除肠道菌群后,牙周炎组+抗生素灌胃大鼠的空腹血糖值和葡萄糖耐量曲线AUC与对照组无显著差异。牙周炎组血清内毒素和促炎因子IL-6、TNF-α、IL-1β的水平显著高于对照组,而牙周炎组+抗生素灌胃的内毒素和促炎因子IL-6的水平显著低于牙周炎组,TNF-α、IL-1β的水平与牙周炎组无显著差异。牙周炎组+抗生素灌胃血清内毒素和促炎因子IL-6、TNF-α、IL-1β的水平仍显著高于对照组。【结论】清除肠道菌群能够减轻牙周炎对糖代谢的影响。第五部分健康的肠道菌群能够减轻牙周炎小鼠的糖代谢异常【目的】研究健康肠道菌群能否改善牙周炎小鼠的糖代谢异常,以期进一步验证肠道菌群是否介导了牙周炎对糖代谢的影响。【方法】与第三部分实验同期,另取8只小鼠诱导实验性牙周炎,3周后与健康小鼠（8只）同笼饲养,同笼饲养3周后测量空腹血糖并进行葡萄糖耐量试验,全麻下采血后安乐处死小鼠,采集盲肠内容物,进行16S r RNA基因测序和生物信息学分析,通过ELISA检测血清内毒素和Hb A1c水平。【结果】同笼饲养（PD/Con）组小鼠的空腹血糖值和Hb A1c水平均显著低于PD组,葡萄糖耐量有所恢复,负荷120分钟时的血糖值显著低于PD组,但AUC无统计学差异。PD/Con组血清内毒素水平也显著低于PD组。肠道菌群的分析显示,虽然PD/Con组与Con组相比,肠道菌群中仍有变形菌门的细菌显著富集,但是PD/Con组盲肠中产丁酸菌的丰度较PD组显著回升。【结论】肠道菌群中的产丁酸菌在牙周诱导糖代谢异常中至关重要。