肠道菌群与人体健康的关系日益引起广泛重视。在婴幼儿发育过程中,肠道菌群的自然演替是婴幼儿健康发育的重要条件之一,而肠道菌群的丰富度和多样性是肠道菌群正常演替的重要标志。环境微生物是肠道菌群主要来源之一,普遍认为,人类生活环境中微生物的丰富度和多样性,对人体、尤其是婴幼儿肠道菌群的丰富度和多样性的形成和发展有主要影响,并对免疫系统的进一步成熟至关重要。随着城市化进程的推进和现代人生活方式的改变,城市中生活环境变得更加清洁的同时,人类也逐渐远离了赖以生存的自然界中丰富的微生物,从而对人体免疫系统的发育和成熟产生深远的影响。有报道指出,在美国,生活在农场中的孩子,哮喘的发病率明显低于在城市生活的同龄孩子;对美国城市居民和在南美洲森林部落中生活的土著居民的肠道菌群丰富度和多样性的分析显示,城市居民肠道菌群的多样性明显低于土著居民,并且某些原始菌群在城市居民的肠道中已经消失。这些现象提示,探索人类生活环境中的微生物是否对于人类肠道菌群的丰富度和多样性以及免疫水平的高低有实际影响具有重要意义。本研究通过建立一个含有大型食草动物粪便的生活环境,模拟农场中大型食草动物粪便轻度污染的生活状态,并评估环境对健康小鼠肠道菌群多样性的影响,为确定环境对肠道菌群影响的相关性提供证据,同时探索肠道对外来菌群的定植是否具有选择性和年龄相关性。本研究可能为如何提高儿童和成人肠道菌群的多样性提供新的方法和途径。目的分析大型食草性动物粪便环境是否会影响小鼠肠道菌群的多样性,以及不同年龄小鼠对外来菌群的接受能力是否存在差异。方法1.饲养小鼠前将所需垫料(30g/笼)与定量牛、马、羊粪便(各0.5g/笼)混合,放置于恒温箱内自然活化2天。2.将成年小鼠与断奶小鼠分别饲养,随机分成4组(n=6):Control组,6天饲养组(6D),12天饲养组(12D),30天饲养组(30D)。适应性饲养一周后,将成年小鼠与断奶小鼠分别分组饲养,期间每两天取便一次并测量体重,每6天更换垫料一次,分别在第6天、第12天和第30天将各组小鼠处死,取血液、小肠及结肠组织进行组织学、分子生物学和免疫学检测。3.利用16s测序对各组小鼠肠道菌群进行多样性和丰富度分析,确定有差异的菌种;利用H&E染色对各组小鼠小肠及结直肠组织进行病理学观察和评价;利用免疫荧光、IHC和Western-blotting技术检测小鼠小肠和结肠组织紧密连接蛋白的分布和表达,分析肠道机械屏障的变化;通过ELISA实验检测分析轻度污染的环境对小鼠免疫系统的影响。结果1.从DGGE和16s结果显示,6天处理组的成年小鼠与断奶小鼠肠道菌群变化较为明显,经过长期饲养后肠道菌群趋于稳定,但是断奶小鼠肠道菌群多样性与环境中牛马羊粪便混合物的菌群多样性更为相似。两组小鼠长期处理组中拟杆菌(Bacteroidetes)下降,而厚壁菌(Firmicutes)在短期处理组中下降在长期处理组中增加。Lactobacilaceae在断奶小鼠中仅略有下降,而其他杆菌均有下降。2.轻度污染的环境并没有造成两组小鼠体重上明显变化。3.通过切片染色可以观察到成年小鼠与断奶小鼠均经历了短期的肠道屏障受损,但在长期处理后基本恢复正常。4.从血清中各项免疫指标来看,两组小鼠在短期处理组中均出现短期的炎症反应,经过长期处理后,炎症指标均下降接近对照组结论1.含有大型食草性动物粪便的环境可以影响肠道菌群多样性。2.外界环境对于断奶小鼠肠道菌群多样性的影响高于成年小鼠,成年小鼠可能需要更长时间达到明显改变肠道菌群多样性和丰富度的目的。3.小鼠接受外来细菌的过程伴随着短期应激性炎症反应,断奶小鼠的炎症反应的强度高于成年小鼠。