20世纪早期,抗生素的发现标志着现代医学的开始。抗生素的应用有效防止了传染病的传播,延长了人类的寿命。人类对抗生素的过度依赖使得抗生素耐药细菌的数量急剧增加,细菌感染的治疗变得更加困难。同时在与人类息息相关的多种环境中均能够检测到抗生素残留以及抗生素耐药细菌的存在。这些耐药因子随着大气,土壤,水等在生物圈中进行传播,特别是细菌种内和种间频繁的基因交换,增加了抗生素耐药性从环境向人体传播的几率。肠道菌群是人类微生物的最重要组成部分,其中以细菌为主的大量微生物之间的相互作用很大程度上影响着人类健康。肠道微生物的种类和功能组成的改变扰乱了该生态系统的稳态,为病原体的定殖制造了机会,进一步增加耐药病原体侵入其他器官系统的风险。抗生素耐药基因通过水平基因转移方式使人类体内的病原微生物进化出耐药性,抵抗抗生素的杀菌作用。同时抗生素提供的选择压力进一步促进了抗生素耐药基因的传播,这在很大程度上威胁着人类生命健康。因此,肠道微生物中耐药性的存在及传播情况的研究对于应对全球公共卫生问题显得尤为重要。基于此,本课题以健康的C57BL/6小鼠为模型,分别探究环境水平细胞外耐药基因的摄入以及肠道代谢物胆盐对特定肠道微生物丰度及其耐药性的影响。本研究取得以下主要成果:一、肠道特定微生物数量及抗生素耐药性不会因长期环境水平细胞外耐药基因的摄入而受到影响。在6个月饲养过程中,在实验小鼠的饮用水添加携带抗生素耐药基因的pR55质粒。实验周期内,小鼠肠道中特定条件致病菌的丰度未发生改变,并且整个肠道环境中该质粒上携带的耐药基因含量少且一直保持在较低水平。同时,未检测到含有pR55耐药质粒的肠道微生物。二、肠道代谢物胆盐能够显著抑制肠道环境中多重耐药质粒pRP4的接合转移。在无氧和有氧的体外单一实验条件下,胆盐的存在能够显著抑制多重耐药质粒pRP4的接合转移,并且水平基因转移相关基因的相对表达水平显著下调。在进行体内实验时发现,相较于正常个体,通过胆管结扎手术降低肠道环境胆盐水平后体内肠道环境中耐药质粒接合频率明显提高。肠道代谢物胆盐能够抑制肠道环境中耐药性的传播。三、胆盐通过影响宿主细菌E.coli C600的调控以及转录过程有关基因的表达抑制pRP4质粒的接合转移。通过对宿主细菌E.coli C600的RNA样本进行转录组测序分析发现,胆盐使宿主细菌中113个基因表达水平显著提高,173个基因显著下调。这些显著变化的基因进行深入的GO功能和KEGG通路富集分析发现,其中显著下调的基因主要与各种生物过程的调控因子以及转录因子有关。转录组数据分析说明胆盐能够通过抑制E.coli C600调控作用以及整个转录过程影响下游蛋白功能的行使,进而抑制了其携带的多重耐药质粒pRP4在肠道环境中的接合转移。