肠道酶活力对糖尿病小鼠肠道微生物菌群的影响

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目的:研究表明肠道微生物与糖尿病的发生和发展有着密切的联系,补充益生菌,使用抗生素和移植粪便等方法都能改善糖尿病。但以肠道微生物为靶点治疗糖尿病的方式存在补充的益生菌在体内不能长期定植等诸多问题。本课题通过结合小鼠糖尿病的发展变化,探讨肠道酶活力的改变对小鼠肠道微生物菌群的影响,研究肠道微生物组成变化及其影响肠道生理健康的机理。方法与结果:采用高脂高糖饲料喂养并腹腔注射链脲佐菌素(STZ)的方法构造2型糖尿病小鼠模型,造模成功后,用复合酶制剂对小鼠进行10周的灌胃处理。分析小鼠血糖的变化;测定肠道和胰脏的淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶的活力变化;对小鼠肝脏、肾脏、胰脏及脾脏的病变情况和炎症因子(TNF-ɑ和IL-6)水平进行检测;定期收集小鼠粪便,进行菌群数量测定(实时荧光定量PCR)和16sr DNA测序,分析小鼠肠道菌群变化。主要结果如下:1、高脂高糖饲料喂养并腹腔注射链脲佐菌素成功构造2型糖尿病小鼠模型。正常小鼠状态良好、毛发光亮顺滑、血糖和饮食均正常;2型糖尿病小鼠状态差、毛发粗糙无光泽、血糖值显著增加(>11.3mmol/L),并伴有多饮食,尿液量增加等症状。糖尿病小鼠肠道和胰脏的各类酶的酶活力明显比正常小鼠低,同时其肝脏、胰脏、肾脏发生不同程度的病变以及炎症因子(TNF-ɑ和IL-6)水平增加。2、灌胃酶制剂处理可以显著降低糖尿病小鼠的血糖浓度,明显提高小鼠肠道和胰脏的酶活;另外,可以减轻小鼠肝脏、胰脏和肾脏的病变程度,降低胰脏和肾脏的炎症因子水平(TNF-ɑ和IL-6)。3、通过实时荧光定量PCR定量菌群数量发现,灌胃酶制剂处理可以显著提高糖尿病小鼠肠道微生物总量。4、通过16sr DNA测序结果发现,灌胃酶制剂处理有助于糖尿病小鼠肠道微生物菌群恢复平衡,革兰氏阳性菌明显减少,革兰氏阴性菌明显增加,促炎菌属和与血糖成正相关的菌属减少,产丁酸和丙酸(短链脂肪酸)的菌属增加;结论:增强肠道酶活力改善小鼠肠道微生物的种类和数量,能够降低糖尿病小鼠的血糖浓度,减轻糖尿病小鼠肝脏、肾脏和胰脏的病变程度,并降低其肾脏和胰脏的炎症因子水平;同时,能够提高糖尿病小鼠胰脏和肠道酶活,为肠道微生物提供良好的生存环境,有助于其生存和长期定植,改善糖尿病小鼠肠道微生物紊乱现象,有效的延缓小鼠糖尿病的发展。因此,本研究可能为糖尿病的研究提供新的方向和潜在的治疗方式。
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