比格犬腹腔镜左肝叶切除模型的建立及术后肠道菌群变化的研究

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目的:微创手术建立动物模型可减少手术应激,提高实验可重复性。目前利用微创手术建立犬肝叶切除模型的方法复杂、设备昂贵、难以推广,因此急需寻找新的手术方案。本试验探索了一种比格犬左半肝切除的手术方法,并对肝叶切除模型的安全性、肝脏损伤进行监测,在此模型基础上对犬术后肠道菌群结构变化进行分析。方法:试验选取6只健康比格犬,采用四套管法进行腹腔镜左肝叶(左内叶、左外叶)切除术。先剪断左三角韧带,再用针线对左内叶肝基部进行贯穿结扎,然后用LigaSure在结扎部位上方约0.5 cm处切除左内叶,以同样的方法切除左外叶,最后扩大套管口将切除的肝叶取出。手术前后监测动物生理指标、血常规和肝功能指标的变化,评价模型安全性;并在术后通过观察外周血中CD3+-CD4+/CD3+-CD8+的比值、炎症因子以及肝脏病理组织学的变化,监测比格犬术后肝损伤程度。同时采集手术前后比格犬粪便,提取总DNA后对微生物的16srDNAV3-V4区进行PCR扩增,并对扩增产物进行测序。结果:本试验成功完成了 6只比格犬的左内叶和左外叶肝切除术,术中、术后生理指标稳定,术后恢复良好、无并发症发生。手术后WBC、NEUT术后1天明显升高,相比术前差异极显著(p<0.01);ALT、AST、ALP术后1、3天明显升高,相比术前差异显著(p<0.05),之后逐渐恢复。术后3天促炎因子升高(IL-1 β、IL-6、TNF-α),抗炎因子降低(IL-4、IL-10),术后1、3天的炎症因子与术前相比差异极显著(p<0.01),随后逐渐恢复。病理组织学显示术后肝脏损伤严重,免疫功能变化不明显。经过16s rDNA高通量测序发现术后肠道菌群多样性变化显著。在门水平上,优势菌群为Firmicutes。术后7天Proteobacteria丰度升高,与术前相比差异极显著(p<0.01)。在属水平上术后7天相对丰度排名前十的菌群中Peptoclostridium、Allobaculum、Turicibacter、Escherichia Shigella和Erysipelotrichaceae_norank与术前相比差异极显著(p<0.05)。经过关联性分析和LEfse差异分析,在属水平上相对丰度排名前十的菌群中Allobaculum、Turicibacter和Escherichia Shigella与炎症和肝损伤关联密切且变化显著。采用PICRUSt预测性分析对术前和术后7天的KEGG通路比较后,在二级KEGG通路中有10个代谢通路差异显著(p<0.05)。结论:(1)本试验在腹腔镜下使用肝蒂结扎联合LigaSure实质切除成功建立比格犬肝叶切除模型,该模型经过试验证明安全有效,可应用于肝再生、肝脏手术、保肝药物等研究。(2)肝叶切除术对肠道菌群影响严重,Allobaculum、Turicibacter和Escherichia Shigella手术前后变化显著并与炎症反应、肝损伤密切相关,可作为肝脏手术后潜在的干预靶点。
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