第一部分:酪酸梭菌调节肠道菌群缓解小鼠内脏高敏感状态的研究研究背景和目的:肠易激综合征（irritable bowel syndrome,IBS）作为消化系统内十分常见的一种功能紊乱性胃肠病,往往由多种病因导致。在IBS患者群体中,有一部分患者在经历了胃肠道感染恢复后仍存在腹痛、腹部不适、腹泻等症状,基于罗马Ⅳ标准可定义为感染后肠易激综合征（post-infectious irritable bowel syndrome,PI-IBS）。内脏痛觉高敏感是PI-IBS患者的最为常见的症状之一,而肠道菌群的改变是其中的重要原因。酪酸梭菌是常见的益生菌制剂的一种,近年来逐渐成为IBS治疗策略的重要组成部分,尤其在临床中针对包含腹痛、腹泻症状的IBS人群有更显著的治疗作用。然而,酪酸梭菌调节菌群和治疗IBS的机制在相关研究领域尚未探索清楚。鼠类柠檬酸杆菌是一种可感染鼠类肠道并引起自限性肠道急性炎症的病原菌,其感染后的小鼠已被证实可建立类PI-IBS的动物模型并进行相关病理研究。而益生菌制剂酪酸梭菌如何影响PI-IBS的腹腔高敏感情况,而急性肠道感染中被广泛应用抗生素又是否参与其中,目前相关机制仍不明确。本研究的目的在于借助PI-IBS动物模型,探索酪酸梭菌及抗生素的干预对PI-IBS的内脏高敏感的影响及对菌群调节的相关机制。研究方法:（1）动物模型建立及分组处理:本研究将平均5-6周周龄,C57BL/6品系、同批次饲养小鼠随机分组为4组（n=6）:a.单纯感染组b.酪酸梭菌干预-感染组c.抗生素干预-感染组d.对照组,每组内随机分配6只小鼠。其中,a.b.c三组小鼠同时给予了鼠类柠檬酸杆菌灌胃处理,诱发肠道感染（记为感染后第0天,D0）,并同时于感染后的第21-30天（D21-D30）给予了为期9天的每日慢性避水应激压力刺激处理,完成模拟PI-IBS内脏高敏感的动物造模。d组小鼠作为对照组,不给予鼠柠檬酸杆菌灌胃致感染和避水应激压力刺激。而在此期间,在造成感染后的第3-10天（D3-D10）,酪酸梭菌干预-感染组（b组）小鼠给予酪酸梭菌活菌制剂每日灌胃,而抗生素干预-感染组（c组）小鼠使用了氨苄西林-庆大霉素复合抗生素每日饮用,均持续一周。单纯感染组小鼠（a组）仅给予鼠类柠檬酸杆菌的感染。对照组（d组）小鼠仅给予洁净PBS溶液灌胃进行对照。（2）HE组织学染色:本研究以相同条件批次及品系的小鼠以鼠柠檬酸杆菌与abcd四组同步感染后,分别在感染第0天,第5天,第21天处死,每次2只。取其远端结肠组织行HE染色,观察感染后组织结构和炎症细胞浸润情况。（3）通过结直肠扩张（Colorectal distension,CRD）试验评估各组小鼠的腹部撤回反射（abdominal withdrawal reflex,AWR）评分,以检测其内脏高敏感的变化情况。（4）收集了各组小鼠在感染后的第0、7、14天、30天的粪便标本,并集中进行肠道菌群16s测序,分析其肠道菌群结构的多样性、丰富度及菌群种属改变情况。研究结果:（1）研究中发现鼠类柠檬酸杆菌单纯感染组小鼠在给予避水应激压力刺激后,检测到的AWR评分较对照组明显升高,出现内脏高敏感的情况。（2）发现给予鼠柠檬酸杆菌感染后,在感染第5天存在炎症细胞浸润、肠道腺体增生的组织学改变,而在第21天左右此种炎症变化基本消失;（3）酪酸梭菌干预-感染组的小鼠AWR评分较对照组不高,提示内脏高敏感得到缓解;而针对肠道感染的抗生素干预-感染组小鼠评估AWR评分与单纯感染组差异不大,提示抗生素未影响到其内脏高敏感的调节过程。（4）在各组小鼠的多个时间点进行肠道菌群粪便样本取样并分析。结果表明,柠檬酸杆菌感染后的小鼠的肠道菌群多样性与对照组相比变化不显著,而二者的菌群结构发现了明显不同。在感染后的第7天,第14天及第30天,指征菌群多样性（Shannon指数）及丰富度（Chao指数）的α-相关性指数在抗生素干预-感染组小鼠的中观察到了显著下降,而酪酸梭菌干预-感染组未观察到同样指标的强烈变动。在小鼠感染后的第14天,酪酸梭菌干预-感染组小鼠的肠道菌群结构有向对照组小鼠菌群结构接近的趋势。在给予避水应激处理后,发现了经历了应激过程的小鼠和对照组小鼠相比,所收集肠道粪便的菌群结构、菌群丰度和多样性均有所变化,其Shannon和Chao指数均较对照组降低。结论:酪酸梭菌可以减轻由鼠柠檬酸杆菌所致感染和慢性避水应激造成的内脏高敏感的情况;它亦可以重建由于感染和慢性应激引起的肠道菌群的改变。比起应用多种抗生素进行治疗,给予酪酸梭菌可能是一种在肠道感染后造成的PI-IBS内脏痛觉高敏感的更加有效的治疗方法。第二部分:酪酸梭菌预防感染后肠易激综合征小鼠内脏高敏感的机制研究研究背景和目的:肠易激综合征（irritable bowel syndrome,IBS）定义为以肠道运动紊乱或内脏痛觉异常为特征的一类功能性胃肠病,探索如何降低患者的内脏痛觉高敏感在临床中有重要意义。近年来,已有大量研究表明肠道菌群参与和影响了IBS的发生和发展,多种益生菌也被发现可以治疗IBS的临床症状,而酪酸梭菌作为其中的重要一员,已有较多量的研究表明其在治疗IBS,特别是腹泻相关的IBS中有上佳效果,但其中机制目前仍未明确。感染后肠易激综合征（post-infectious irritable bowel syndrome,PI-IBS）则指的是患者早期经历了一次胃肠道感染后,部分患者在胃肠道感染痊愈后仍然存在IBS的相关症状群,它是IBS的一个亚型。目前对PI-IBS临床尚无特异性的治疗和相关药物的预防方案。本研究团队的前期研究发现感染后给予酪酸梭菌对PI-IBS的内脏高敏感有缓解作用,且与菌群调节相关,但是在酪酸梭菌在肠道感染发生前预防性的药用价值仍然不甚清楚。近期有研究发现,鼠类柠檬酸杆菌作为一种可感染啮齿动物肠道并引起急性、一过性、自限性的肠道感染的病原菌,其感染后的小鼠结合避水应激的辅助刺激后,已被证实可建立类PI-IBS的动物模型并进行相关病理研究,特别是对PI-IBS内脏痛觉敏感情况的模型研究。本研究旨在设计相关试验探索将酪酸梭菌和肠道感染有效的抗生素在PI-IBS内脏高敏感起到的预防性作用。研究方法:（1）将6周龄C57BL/6的雄性小鼠随机分成4个小组a,b,c,d,前3组为干预组,d组为对照组（n=6）。其中b,c组分别给予酪酸梭菌及氨苄西林-庆大霉素复合抗生素每日灌胃干预处理,此过程持续7天,然后均同时给予鼠柠檬酸杆菌一次灌胃造成肠道感染;而a组仅同时给予鼠柠檬酸杆菌灌胃造成感染。同时设置无感染对照组d组。a.b.c三组的小鼠在感染后第21天统一给予为期9天的慢性避水应激压力刺激处理,完成模拟PI-IBS内脏高敏感状态的小鼠造模过程。（2）通过结直肠扩张（Colorectal distension,CRD）试验给予各组小鼠进行AWR评分,评估其内脏痛觉敏感的变化情况。（3）收集各组小鼠感染第0,7,14,30天的新鲜粪便,进行集中16S送检菌群分析,对菌群的α-多样性,β-多样性和菌群种属构成进行评估分析。收集各组小鼠的新鲜结肠组织,并进行mRNA基因组的表达情况分析。结果:（1）给予鼠柠檬酸杆菌感染及慢性避水应激处理后的小鼠测试后发现了AWR增高,出现内脏高敏感的情况。在预先给与酪酸梭菌处理的感染组小鼠的评估分析发现,酪酸梭菌预处理可减轻感染小鼠内脏高敏反应,而抗生素预处理的感染组与单纯感染组相比无明显差异。（2）16S菌群生物多样性分析钟发现,感染组小鼠与未感染小鼠的菌群多样性和丰度相似,但两者的微生物总体结构不同。抗生素处理组在感染后第7、14、30天的Shannon和Chao指数较其他组显著降低,而酪酸梭菌在感染后的第7天发现能使菌群结构指标向正常对照组靠拢。结论:酪酸梭菌可以预防由鼠柠檬酸杆菌感染和慢性应激造成的内脏高敏感的情况的发生;它亦可以调节由于感染和慢性应激引起的肠道菌群结构的改变。比起应用抗生素进行治疗,提前应用一段时间的酪酸梭菌可能是一种在肠道感染后造成IBS内脏痛觉高敏感的更加有效的预防性用药方法。