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目的:在临床上,动脉粥样硬化(Atherosclerosis,AS)是常见的慢性心血管疾病之一,其影响因素较多,其发病机制也并未完全阐明。很多研究表明了动脉粥样硬化不仅与血管内皮炎症、脂质浸润有关,也与肠道微生物和宿主代谢物的改变有着密切联系。目前,动脉粥样硬化引起的肠道菌群代谢物变化的研究较多,在代谢组学关系上的研究也有少数,而对于两者之间的变化关系上的分析非常少。毛冬青在临床上可治疗冠心病、血管炎症以及血栓方面的疾病,三萜皂苷是毛冬青中有效的活性成分,具有抑制平滑肌细胞的增殖和迁移,修复受损的动脉壁等作用。因此本文主要从肠道微生物和代谢组学的整体关系探究毛冬青三萜皂苷对动脉粥样硬化的作用,这对动脉粥样硬化的临床治疗提供了新的依据。方法:1.本文采用高脂饲料联合维生素VD3腹腔注射的复合方法建立动脉粥样硬化模型,并给予辛伐他汀组和三个剂量的毛冬青三萜皂苷组进行干预。造模和给药的第八周后收集各组大鼠的血清、胸主动脉和心脏组织。血清用来测定血脂四项(总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇)和血管内皮因子(内皮素1、一氧化氮、血管紧张素Ⅱ),胸主动脉和心脏组织用于病理切片观察。2.应用核磁共振(NMR)技术对粪样和尿样进行分析,将代谢物图谱进行优化处理,对代谢物进行归属。通过多变量统计对核磁图谱的积分数据进行分析,利用MetaboAnalyst数据库筛选出各组之间的差异性代谢物,再找出有意义的代谢通路,运用KEGG库解释相关代谢通路的生理作用。3.建立16s rRNA高通量测序平台对大鼠粪便样品的DNA的V4区域进行测序。通过生物信息学方法分析各组样品的群落结构组成,通过α、β多样性分析和LEfSe分析找到样品之间的差异菌属,分析正常组、模型组和高、中剂量干预组大鼠之间的肠道菌群的变化规律,再通过基于STAMP软件的PICRUSt功能预测分析差异菌属的代谢功能,最后对肠道菌群的变化和代谢物水平变化进行关联性分析。结果:1.生化指标结果表明了模型组大鼠血脂异常,血管内皮功能紊乱,组织切片结果提示模型组大鼠的主动脉血管壁增厚,有动脉粥样硬化斑块形成,脂质沉积导致炎性细胞增多,经毛冬青三萜皂苷干预后,血管内皮功能得到改善,动脉粥样硬化斑块和炎症减少,但降脂作用不明显。2.代谢组学分析结果表明模型组大鼠中上调的差异代谢产物主要包括氨基酸类(亮氨酸、异亮氨酸、胍基乙酸)和肠道菌群相关代谢物(胆碱、甜菜碱、氧化三甲胺等),下调的代谢产物包括三羧酸循环产物(琥珀酸、延胡索酸和酮戊二酸)、核苷酸类(腺嘌呤、黄嘌呤等)以及部分氨基酸类(色氨酸、犬尿氨酸等),表明能量代谢、氨基酸代谢、核苷酸代谢和肠道菌群-宿主共代谢受到扰乱。经毛冬青三萜皂苷干预后,三羧酸循环产物、部分氨基酸和核苷酸代谢产物和部分肠道菌群代谢物得到了回调。3.16S rRNA测序结果表明,模型组与正常组的肠道菌群结构有很大的差别,模型组中的菌群多样性减少,肠道微生态失衡,厚壁菌门丰度增多,拟杆菌门丰度减少,益生菌(乳酸杆菌属)下调,致病菌(毛螺菌科、大肠杆菌)上调。毛冬青三萜皂苷的拟杆菌门丰度增加,有些致病菌数量减少,说明经三萜皂苷干预对动脉粥样硬化引起的肠道微生物不平衡进行了改善。IPCRUSt功能预测分析结果表明,模型组的细菌趋化性等致病过程上调,核苷酸代谢、部分氨基酸代谢、脂质代谢等通路受到扰乱。经毛冬青三萜皂苷干预后,部分紊乱的菌群代谢功能得到了 一定的改善。结论:本文通过建立动脉粥样硬化大鼠模型以及肠道微生态和代谢组学分析方法,初步探究了毛冬青三萜皂苷的血管内皮保护作用,以及对肠道菌群结构和宿主代谢物变化的影响,这为动脉粥样硬化的发病机制提供了基础数据,也为探索毛冬青三萜皂苷的药理作用提供了新思路。