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目的:妊娠糖尿病(gestational diabetes mellitus,GDM)给母代和子代带来严重的短期和长期不良影响,然而,临床对轻中度GDM患者缺乏安全有效的干预措施。肠道菌群紊乱和肠漏是GDM状态下引起代谢性炎症、糖脂代谢紊乱的重要机制之一。双歧杆菌三联活菌(BiLaEn)由长链双歧杆菌、嗜酸乳杆菌和粪肠球菌组成,临床用于治疗由肠道菌群失调引起的急慢性腹泻和便秘,效果良好且无明显不良反应。本研究主要基于肠道微生物群紊乱和肠漏,研究双歧杆菌三联活菌能否通过改善GDM母鼠肠道菌群紊乱,减轻“肠漏”以缓解GDM母鼠的代谢性炎症和糖脂代谢紊乱的情况,同时特别关注GDM高代谢压力对子代鼠胰岛发育成熟的影响,并明确双歧杆菌三联活菌是否具有保护作用。方法:选健康8周龄C57BL/6J雌鼠36只(17-19g),60%高脂饲料诱导4周后根据体重和空腹血糖(fasting blood glucose,FBG)分为三组(n=12):模型组(GDM)、双歧杆菌三联活菌低浓度组(BiLaEn_L,6.4×10~6CFU/m L)、双歧杆菌三联活菌高浓度组(BiLaEn_H,1.28×10~7CFU/m L),另选同龄C57BL/6J雌鼠做正常对照(Normal,n=12)。自合笼起灌胃给予实验组雌鼠相应剂量的BiLaEn,模型组和正常组给予等量双蒸水,持续给药至母鼠生产。实验期间密切关注孕鼠的情况并于每周对体重进行记录。孕15天进行空腹血糖(FBG)和口服葡萄糖耐量试验(OGTT)实验筛选GDM孕鼠,孕17天眶下静脉取血测定血脂(TC、TG、HDL、LDL)、血清胰岛素及游离脂肪酸(FFA)水平以评价BiLaEn对GDM孕鼠糖脂代谢紊乱的改善作用。采用Elisa方法检测血清炎症相关因子IL-1β、脂多糖(LPS)和肠漏标志物的Zonulin水平,免疫荧光检测母鼠回肠内紧密连接蛋白-1(ZO-1)及巨噬细胞M1样极化标志物F4/80和CD11c的共定位及表达以评价BiLaEn对肠屏障功能的改善作用。孕16-18天连续收集母鼠新鲜粪便,16Sr RNA基因测序测定孕鼠粪便微生物群落组成,GC-MS测定短链脂肪酸(SCFAs)含量以评价BiLaEn对菌群代谢产物SCFAs的调控作用。子代鼠出生后,采用免疫荧光的方法于0,7,14和21天分别检测子代鼠胰岛内胰岛素以及外周胰高血糖素的表达,于0,7,14天时分别检测胰岛内PDX1(β细胞身份标志物)和核糖体蛋白S6(p S6)磷酸化(m TORC1激酶的下游靶点)的表达,综合评价BiLaEn对子代胰岛β细胞发育成熟的影响;随后通过双花扁豆凝集素(DBA)标记胰管来观察子代鼠胰岛形态学发育。子代鼠离乳后,收集母鼠的胰腺组织,免疫荧光检测母鼠胰岛内胰岛素和胰高血糖素的表达。为了进一步观察子代鼠在妊娠状态下的糖脂代谢情况,8周龄雌性子代60%高脂饲料诱导1周后合笼,孕15天进行OGTT,孕17天眶下静脉取血,再次检测孕后期FBG、OGTT及血脂水平(TC、TG、HDL、LDL)以评价BiLaEn对子代雌鼠妊娠状态下糖脂代谢的影响。结果:(一)母代部分母鼠糖脂代谢方面,双歧杆菌三联活菌在不影响产程的情况下,明显降低妊娠后期FBG,血清LDL、TC、TG和FFA水平,升高HDL水平,GDM母鼠孕期口服葡萄糖不耐受和高胰岛素血症得到缓解,明显改善GDM孕鼠糖脂代谢紊乱。母鼠肠道菌群方面,双歧杆菌三联活菌显著升高GDM孕鼠Lactobacillus和Faecalibaculum的水平使norank_f__Desulfovibrionaceae,norank_f__Lachnospiraceae,norank_f__Oscillospiraceae,Mucispirillum,Colidextribacter数量减少。母鼠肠漏方面,双歧杆菌三联活菌能够降低GDM孕鼠血清中致炎因子(LPS、IL-1β)和肠漏标志物(Zonulin)的水平;抑制GDM孕鼠回肠内M1样巨噬细胞标志物F4/80+CD11c+的高表达,并增加紧密连接蛋白ZO-1的表达,证实双歧杆菌三联活菌增强了GDM孕鼠肠屏障功能,减轻代谢性炎症水平。相关性分析结果显示,Lactobacillus与血清FFA,LPS,Zonulin,IL-1β,LDL水平呈负相关,与HDL呈正相关。同样Faecalibaculum与HDL呈正相关,与FFA,Zonulin,LPS,LDL呈负相关。norank_f_Desulfovibrionaceae与FFA,LPS,TG,LDL水平呈正相关,与HDL水平呈负相关;norank_f_Oscillospiraceae与LPS,TG,LDL水平呈正相关,与HDL呈负相关;Mucisprillum与LPS呈正相关。菌群结果解释了双歧杆菌三联活菌对GDM母鼠糖脂代谢紊乱和肠道炎症改善的原因。(二)子代部分子代胰岛发育,首先发现高脂诱导GDM子代鼠出生时伴有明显低血糖,胰岛内明显高表达胰岛素、PDX1和胰高血糖素,呈“过度发育”和“类成熟”状态;出生21天内,GDM子代胰岛功能成熟过程异于正常子代,m TORC1通路关键蛋白p S6在7天时显著高表达,该通路激活状态与正常胰岛不同步。双歧杆菌三联活菌干预对子代出生后胰岛内胰岛素、PDX1、胰高血糖素和p S6的高表达均有一定抑制作用,使其向正常化发展。子代妊娠结果显示,GDM组子代鼠妊娠(高脂诱导)过程中很容易出现葡萄糖不耐受及糖脂代谢紊乱,BiLaEn_H干预可降低子代鼠(雌性)妊娠后期血清FBG、TC、TG和LDL水平,并升高HDL水平,口服葡萄糖不耐受情况也得到一定改善,说明双歧杆菌三联活菌对GDM子代鼠孕期的糖脂代谢紊乱也有一定改善作用。结论:双歧杆菌三联活菌通过调控GDM孕鼠肠道菌群紊乱和肠道屏障功能,显著改善妊娠后期GDM孕鼠的代谢性炎症及糖脂代谢紊乱程度。GDM可致子代鼠胰岛出生时过度发育,呈“类成熟”状态,初生期功能成熟过程也异于正常。双歧杆菌三联活菌对子代胰岛发育有一定保护作用,使其向正常化发展,避免出生时出现明显的“过度发育”。