基于肠道菌群的松萝抗动脉粥样硬化作用机制研究

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目的基于肠道菌群,探究松萝醇提物抗动脉粥样硬化(Atherosclerosis,AS)的潜在作用机制。方法通过长期高脂饲料饲喂联合腹腔注射维生素D3建立AS大鼠模型。成功建立模型后,分别灌胃松萝醇提物低(0.7 g/kg/d)、中(1.4 g/kg/d)、高(2.8 g/kg/d)剂量和阳性药辛伐他汀(0.004 g/kg/d),进行连续4周的干预治疗。给药结束后,股动脉取血,同时收集主动脉、肝脏、回肠组织及回肠内容物,用于相关指标的检测。苏木精-伊红(HE)染色观察各组大鼠主动脉、肝脏及回肠的病理学形态;酶联免疫吸附法(ELISA)检测各组大鼠血清总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、胆汁酸(BAs)、脂多糖(LPS)、肿瘤坏死因子(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6)及血浆氧化三甲胺(TMAO)的含量;Western Blot法检测各组大鼠肝脏中胆固醇7α-羟化酶(CYP7A1)、含黄素单氧化酶3(FMO3)及回肠组织ZO-1、Occludin的蛋白表达;16S r DNA高通量测序检测大鼠回肠肠道菌群,并结合不同分类水平下的群落组成分析、Alpha多样性分析、Beta多样性分析等,探究AS模型大鼠回肠肠道菌群的改变及松萝醇提物对肠道菌群的调节和改善作用。结果1.造模结束后,随机抽取4只造模大鼠,取主动脉组织进行HE染色。病理学检测结果表明造模大鼠主动脉中膜受损,内膜出现大量泡沫细胞,并伴有明显斑块沉积,提示成功复制AS大鼠模型。2.经过连续4周的干预治疗,松萝醇提物能明显改善造模大鼠主动脉的斑块沉积,降低AS模型大鼠TC、TG、LDL的含量(P<0.01或P<0.05)并提高HDL的水平(P<0.01)。3.松萝醇提物可降低FMO3的蛋白表达(P<0.01或P<0.05),减少TMAO的含量(P<0.01或P<0.05),同时上调CYP7A1的蛋白表达(P<0.01或P<0.05),增加BAs的含量(P<0.01或P<0.05)。4.松萝醇提物通过上调ZO-1,Occludin的蛋白表达,增强肠粘膜屏障功能,减少肠源性LPS的吸收,降低血清LPS、TNF-α和IL-6的含量(P<0.01或P<0.05)。5.与正常组相比,AS模型大鼠回肠肠道菌群多样性以及均匀度等存在明显差异(P<0.01),肠道菌群结构紊乱。松萝醇提物通过降低条件致病菌、增加有益菌的相对丰度(P<0.01或P<0.05),同时纠正AS模型大鼠回肠菌群物种总数过高但多样性、均衡型失调的状态(P<0.01或P<0.05),使其趋于正常水平。结论松萝醇提物能显著改善AS模型大鼠主动脉的斑块沉积,降低血脂水平,促进脂质代谢,同时明显降低炎症因子的水平,对AS病变具有良好的治疗作用。其作用机制可能与通过改善回肠肠道菌群的紊乱,降低条件致病菌、同时增加有益菌的相对丰度,进而调节代谢途径的TMAO、BAs的含量,促进脂质代谢,减少泡沫细胞的形成,以及非代谢途径增强肠粘膜屏障功能,减少肠源性LPS的吸收,降低机体的炎症反应有关。这可以为松萝改善AS的作用机制提供更多的理论依据。
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