目的
　　放疗已成为头颈部肿瘤的主要治疗手段。然而，放疗亦造成放射性脑损伤(Radiation-induced brain injury, RBI)，最终将导致不可逆的认知功能障碍。因此，如何有效避免及减轻放射性脑损伤仍是急需解决的问题。近年来，微生物与脑、与放疗密切相关的研究不断得到验证。本课题拟通过使用抗生素大量消耗肠道细菌及添加肠道菌群代谢物短链脂肪酸(Short-chain fatty acids, SCFA)研究其对小鼠放射性脑损伤的神经炎症和认知功能的影响，探讨放射性脑损伤小鼠与正常小鼠的肠道微生物差异，明确肠道菌群与放射性脑损伤之间的关系。
　　方法
　　对C57BL/6雄性小鼠进行分组并分三部分进行实验：(1)空白对照组、单纯抗生素预处理组(阴性对照组)、单纯头部照射组、抗生素预处理后照射组；(2)空白对照组、单纯抗生素组(阴性对照组)、单纯头部照射组、照射后抗生素处理组；(3)空白对照组、单纯短链脂肪酸组(阴性对照组)、单纯头部照射组、照射后短链脂肪酸处理组。以10Gy剂量头部照射构建RBI小鼠模型，并监测各组小鼠的体重变化，所有组均在小鼠头部照射后一个月用新物体实验检测新物体识别能力的变化、Westernblot、PCR检测各组脑组织的细胞因子TNF-α、IL-6水平的变化、Westernblot检测星形胶质细胞GFAP表达水平、免疫荧光检测海马DG区、CA1区、CA3区激活的小胶质细胞Iba1阳性细胞表达水平。对使用抗生素预处理后照射的各组在小鼠急性放射性脑损伤后第3、7天用Westernblot、PCR检测各组脑组织的细胞因子TNF-α、IL-6水平的变化，在小鼠头部照射后一个月的粪便进行16srDNA测序检测肠道微生物水平变化。
　　结果
　　头部照射后使用抗生素处理可改善RBI小鼠的体重(p<0.05)以及新物体识别能力(p<0.05)，下调非急性期RBI小鼠脑组织TNF-α、IL-6的表达(p<0.05)，并降低星形胶质细胞标志物GFAP的表达(p<0.001)，降低海马CA1区、DG区、CA3区激活的Iba1+小胶质细胞的表达(p<0.05)。
　　抗生素预处理后头部照射可改善RBI小鼠的体重(p<0.0001)和新物体识别能力(p<0.01)，下调急性RBI小鼠的脑组织神经炎症因子TNF-α、IL-6的表达(p<0.05)和非急性期RBI小鼠的脑组织TNF-α、IL-6的表达(p<0.05)，并降低星形胶质细胞标志物GFAP水平(p<0.0001)及海马CA1区、DG区激活的Iba1+小胶质细胞的表达(p<0.05)。
　　RBI小鼠和正常小鼠之间的肠道微生物存在差异。RBI小鼠粪便中厚壁杆菌门的相对丰度比例较正常SPF级小鼠增高，正常小鼠拟杆菌门、疣微菌门(p=0.0001)的相对丰度比例较RBI小鼠增加。而使用抗生素处理后照射的RBI小鼠厚壁杆菌门、拟杆菌门、疣微菌门(p=0.0264)的比例更接近空白对照组的肠道微生物比例特征，并且恢复了Akkermansia处于优势微生物菌群的地位(p<0.04)。
　　单纯SCFA处理组(阴性对照组)不影响小鼠体重和认知功能，但上调了脑组织神经炎症因子TNF-α、IL-6，星形胶质细胞GFAP的表达(p<0.01)和小鼠海马CA1、DG、CA3区激活的Iba1+小胶质细胞的表达水平(p<0.05)。用SCFA处理RBI小鼠没有进一步加重其对新物体的识别障碍，但小鼠体重较RBI小鼠进一步降低(p<0.001)，且进一步上调非急性期RBI小鼠的脑组织神经炎症因子TNF-α、IL-6，星形胶质细胞GFAP的表达(p<0.01)，增加非急性期RBI小鼠海马CA1区激活的Iba1+小胶质细胞的表达水平(p<0.05)、DG区Iba1与Ki67双染阳性细胞表达水平(p<0.05)。结论
　　抗生素处理大量消耗肠道菌群抑制了RBI小鼠中炎症因子TNF-α、IL-6和星形胶质细胞脑损伤标志物GFAP蛋白表达量的增加、减少了小胶质细胞的激活、改善了认知功能。且本研究表明正常小鼠和RBI小鼠的肠道菌群存在差异，而在照射前使用抗生素提前消耗肠道细菌后其微生物组成在门的水平与正常SPF小鼠更接近。SCFA可能是脑神经炎症的危险因素，添加肠道菌群代谢物短链脂肪酸处理RBI小鼠有加重小鼠放射性脑损伤的可能。