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研究背景:动脉粥样硬化（Atherosclerosis,AS）是多种心血管疾病的病理基础,我国心血管疾病的死亡率位居前三。高脂血症诱发的“慢性非可控性炎症反应”是形成AS的关键。短链脂肪酸（Short-chain fatty acids,SCFAs）主要包括乙酸、丙酸和丁酸,是“肠-免疫轴”中发挥抗炎作用的重要调控因子。鼠李糖乳杆菌具有显著的抗炎功效,但其改善高血脂诱发的炎症反应的效果和机制仍缺乏研究。本课题拟在细胞和动物模型的基础上,结合靶向/非靶向代谢组学技术,研究鼠李糖乳杆菌TR08株经“肠-免疫轴”途径改善高血脂诱发炎症反应的效果和机制。研究方法:1.收集33例冠心病合并高脂血症患者的血清样本和29例单纯冠心病患者的血清样本,ELISA法检测血清中IL-1β、IL-6和TNF-α的水平,结合hs-CRP的水平,分析炎症指标与血脂水平的相关性。2.30只ICR小鼠平均分为标准饮食（NC）组、高脂饮食（HF）组和高脂饮食+鼠李糖乳杆菌TR08株灌胃（HF+LR-TR08）组。HF和HF+LR-TR08组小鼠同时给予高脂肪饲料喂养,HF+LR-TR08组小鼠另隔天给予1×10~8CFU/kg的鼠李糖乳杆菌TR08株灌胃。8周后处死小鼠,检测小鼠的血脂指标;液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）技术检测小鼠血浆中3种主要SCFAs的浓度;q PCR法检测结肠内容物中埃希菌属、肠球菌属、双歧杆菌属和拟杆菌属细菌的含量,以及脾脏中IL-2、IFN-γ、IL-4和IL-10 m RNA的表达量;HE染色观察主动脉血管壁的病理变化;超高效液相-高分辨淌度质谱（UPLC-IMS Q-Tof）技术检测小鼠血浆中代谢物的变化。3.预先使用2 mmol/L的NaAc、NaPc和NaB分别孵育THP-1细胞和HUVEC细胞24 h,再以50 mg/L的Ox-LDL刺激24 h。实验结束后以油红O染色法观察THP-1细胞内脂质沉积的情况;流式细胞术检测两种细胞的凋亡率和活性氧水平;q RT-PCR法检测IL-1β、TNF-α、IL-10和TGF-βm RNA的表达量;Western blotting法检测NLRP3、Caspase-1和Beclin-1的表达量,以及NF-κB p65蛋白在细胞核/细胞浆中的表达量;UPLC-IMS Q-Tof技术检测THP-1细胞代谢物的变化。研究结果:1.与单纯冠心病组相比,冠心病合并高脂血症患者的炎症指标hs-CRP、IL-1β和TNF-α与血脂指标TC、TG和LDL-C存在显著的相关性。2.与NC组小鼠相比,HF组小鼠体重和血脂水平显著升高,达到小鼠高脂血症的判断标准;HE染色结果显示小鼠主动脉管腔形状不规则,管壁厚薄不均,中膜层细胞排列紊乱,但未见有明显的脂质沉积和泡沫细胞聚集;脾脏内Th1型细胞因子IL-2和IFN-γ的m RNA表达量显著升高（P＜0.05）,而Th2型细胞因子IL-4和IL-10的m RNA表达量显著下降（P＜0.05）;结肠内容物中肠球菌属细菌的含量明显升高（P＜0.05）,双歧杆菌属和拟杆菌属细菌的含量显著下降（P＜0.05）,但埃希菌属细菌的含量变化无统计学意义（P＞0.05）;血浆中乙酸、丙酸和丁酸的含量显著降低（P＜0.05）。与HF组小鼠相比:鼠李糖乳杆菌TR08株对小鼠体重和四种血脂指标均无显著的改善作用（P＞0.05）;小鼠主动脉血管壁增厚程度和中膜层细胞排列紊乱程度明显改善;脾脏中IL-2和IFN-γ的m RNA表达量明显下调（P＜0.05）,而IL-4和IL-10的m RNA表达量显著升高（P＜0.05）;结肠内容物中肠球菌属细菌的含量明显降低（P＜0.05）,双歧杆菌属和拟杆菌属细菌的含量上升（P＜0.05）,但埃希菌属细菌的含量差异无统计学意义（P＞0.05）;血浆中乙酸、丙酸和丁酸的水平上升（P＜0.05）,非靶向代谢组学结果显示鞘脂代谢通路被富集。3.细胞实验结果表明,与NC组细胞相比,Ox-LDL刺激后THP-1细胞内红色脂质颗粒含量明显增多;THP-1细胞和HUVEC细胞的凋亡率、活性氧生成量、IL-1β和TNF-α的m RNA表达量均显著增加（P＜0.05）,IL-10和TGF-β的m RNA表达量显著下降（P＜0.05）;细胞核NF-κB p65以及细胞中NLRP3、Caspase-1的表达量均显著增加（P＜0.05）,而Beclin-1的表达量显著下降（P＜0.05）。两种细胞分别经2 mmol/L NaAc、NaPc和NaB预先孵育后,与Ox-LDL组比较,THP-1细胞内红色脂质颗粒数量明显减少;两种细胞的凋亡率、活性氧生成量、IL-1β和TNF-α的m RNA表达量显著降低（P＜0.05）,IL-10和TGF-β的m RNA表达量显著上升（P＜0.05）;细胞核NF-κB p65以及细胞中NLRP3、Caspase-1的表达量均显著降低（P＜0.05）;细胞中Beclin-1的表达量明显上调（P＜0.05）;代谢组学结果表明3种SCFAs可以调节THP-1细胞内的鞘脂类代谢、泛酸盐和辅酶A代谢和β-氨基甲酸代谢途径。研究结论:冠心病合并高脂血症患者体内3种炎症指标的高低与血脂水平呈正相关。鼠李糖乳杆菌TR08株可以显著缓解高脂血症小鼠主动脉的病理改变和全身炎症反应的水平,纠正肠道菌群结构的紊乱并提高血浆中3种主要SCFAs的浓度,其可能主要通过调节鞘脂类代谢发挥作用。进一步研究发现,3种主要SCFAs可能通过调控THP-1细胞和HUVEC细胞内ROS/NF-κB/NLRP3信号通路,抑制由Ox-LDL诱导的炎症反应和细胞凋亡,同时对THP-1细胞内鞘脂类代谢、泛酸盐和辅酶A代谢有一定的调节作用。