研究慢性不可预知性应激对大鼠肠道和肝脏的损伤作用及机制,探讨脑-肠-肝轴存在的可能性。
方法雄性SD大鼠20只随机分为对照组和应激组(10只/组),应激组大鼠采用慢性不可预知性应激方法持续刺激4周制备慢性应激模型,对照组大鼠不进行应激刺激,正常饲养。造模结束后,纳入对照组大鼠10只,应激组大鼠7只,采用糖水偏好实验评价两组大鼠抑郁行为。糖水偏好实验结束后处死大鼠,16S rRNA测序分析检测肠道菌群多样性,HE染色法检测回肠和肝组织病理损伤,免疫组化法检测回肠组织闭锁蛋白(occludin)、肝组织Toll样受体4(Toll-like receptor 4,TLR4)蛋白表达,Western blot法检测肝组织TLR4蛋白的表达水平。大鼠门静脉取血,偶氮显色法鲎试验检测脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)水平;大鼠腹腔动脉取血,血液生化法检测肝功能。使用SPSS 25.0进行统计分析,两组间比较使用t检验或Mann-Whitney U检验。应用STAMP软件,采用Wilcoxon秩和检验分析两组间菌群丰度差异。
结果应激组大鼠糖水消耗量[ (7.86±0.90)ml]、糖水偏爱率[(43.06±5.65)%]均低于对照组大鼠[(15.10±1.51)ml、(76.81±6.44)%],差异有统计学意义(t=11.33,11.16,均P<0.01)。慢性应激使大鼠肠道组织出现病理损伤:与对照组相比,应激组大鼠回肠绒毛变长[(448.93±12.71)μm,(497.12±16.72)μm;t=-5.88,P<0.01]、变粗[(81.99±16.54)μm,(133.93±6.78)μm;t=-7.12,P<0.01],occludin蛋白表达明显下调[(0.236±0.011),(0.130±0.026);t=9.12,P<0.01],LPS水平明显上升[(18.83±2.62)EU/L,(38.64±2.51)EU/L;t=-5.79,P<0.01]。大鼠肠道菌群Beta多样性在慢性应激作用下发生偏移,应激组大鼠肠道WPS-2菌门丰度较对照组升高(t=2.76,P<0.05)。慢性应激使大鼠肝脏组织出现病理损伤:与对照组相比,应激组大鼠肝组织TLR4蛋白表达增加[(0.169±0.014),(0.475±0.034);Z=-2.37,P<0.05];与对照组相比,应激组大鼠血清ALT[(39.7±6.2)U/L,(82.9±43.1)U/L;Z=-2.35,P<0.05]、AST[(130.9±28.9)U/L,(472.7±263.3)U/L;Z=-2.64,P<0.05]水平升高,尤以AST变化明显。
结论慢性应激可导致大鼠肠道和肝脏同步损伤,其作用机制可能与慢性应激致肠道菌群多样性改变,肠道通透性增加,LPS经门静脉血入肝,作用于肝内TLR4有关。