菌群紊乱与潘氏细胞抗菌肽在急性坏死性胰腺炎大鼠中的变化

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背景与目的:肠道屏障功能障碍在急性坏死性胰腺炎(acute necrotizing pancreatitis,ANP)中发挥重要作用。肠道菌群紊乱参与肠道屏障损伤。潘氏细胞维持肠道屏障正常功能且参与调节肠道菌群组成。高甘油三酯血症(hypertriglyceridemia,HTG)加重急性胰腺炎的病程且高脂饮食可影响肠道菌群组成和潘氏细胞抗菌肽合成分泌。本研究观察正常血脂ANP和HTG相关性ANP大鼠的肠道菌群及潘氏细胞抗菌肽的变化情况。方法:逆行注射3.5%牛黄胆酸钠溶液建立大鼠急性坏死性胰腺炎模型。喂养高脂饮食2周建立高甘油三酯血症模型。通过组织病理评分评估胰腺和末端回肠病理损伤。通过测定血浆二胺氧化酶(DAO)及D乳酸判断肠道屏障损伤程度。ELISA检测血浆与肠道组织TNFα、IL-1β和IL-17A水平,对全身及肠道炎症进行评估。应用16S rRNA高通量测序技术分析肠道菌群结构。荧光定量PCR、蛋白印迹(western blot)和免疫荧光检测潘氏细胞抗菌肽(溶菌酶及α防御素5)的表达。结果:与正常血脂假手术组比,正常血脂ANP(NANP)组大鼠胰腺及末端回肠组织病理和肠道屏障损伤加重,血浆及末端回肠炎症因子TNFα、IL-1β和IL-17A表达水平增加。主成分分析(PCA)表明正常血脂假手术组与NANP组菌群结构分离。OTU和ACE指数显示NANP组肠道菌群多样性降低。生物分类学分析显示菌群结构发生改变。在门水平,NANP组CandidatusSaccharibacteria和Tenericutes丰度显著下降。在属水平,NANP组Escherichia-Shigella和Phascolarctobacterium丰度显著增加,CandidatusSaccharimonas,PrevotellaceaeUCG-001,LachnospiraceaeUCG-001,Ruminiclostridium5和RuminococcaceaeUCG-008丰度显著下降。溶菌酶和α防御素5基因表达量在诱导ANP 48小时后显著降低。溶菌酶蛋白表达在诱导ANP24小时和48小时后均下降。同时,Escherichia-Shigella丰度与下降的溶菌酶呈负相关。与NANP组比,HTG加重胰腺和末端回肠组织病理损伤。HTG相关性ANP(HANP)组肠道屏障功能障碍加重,血浆和末端回肠TNFα、IL-1β和IL-17A表达水平增加。PCA显示HANP组和NANP组之间菌群结构分离。α多样性指标显示HANP组菌群多样性较NANP组降低。分类学分析显示肠道菌群结构异常。门水平,HANP组CandidatusSaccharibacteria和Tenericutes显著降低,Actinobacteria增加。属水平,Allobaculum,Bifidobacterium和Parasutterella显著增加,而Alloprevotella,Anaerotruncus,CandidatusSaccharimonas,ChristensenellaceaeR-7grou,RikenellaceaeRC9gutgroup,Ruminiclostridium5,RuminococcaceaeUCG-005和RuminococcaceaeUCG-014降低。与NANP组比,HANP组溶菌酶和α防御素5基因表达和溶菌酶蛋白表达水平显著下降。Spearman检验显示在NANP组和HANP组大鼠中,Allobaculum丰度与溶菌酶蛋白表达呈负相关,而Anaerotruncus丰度与溶菌酶蛋白表达呈正相关。结论:肠道菌群结构紊乱与潘氏细胞抗菌肽表达降低可能通过影响肠道屏障参与急性坏死性胰腺炎病理过程;HTG可能通过影响肠道菌群结构与潘氏细胞抗菌肽表达加重急性坏死性胰腺炎的肠屏障功能障碍。
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