生命早期不同环境对小鼠肠道菌群定植及对哮喘模型Th1/Th2平衡的影响

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目的:  探讨生命早期不同环境对小鼠肠道菌群定植及其哮喘的气道炎症影响。  方法:  选取成年期清洁级(SPF)BALB/c小鼠24只,雌雄2∶1合笼,受孕后,将子代分组后不同时期(胎儿期、哺乳期、儿童期)分别饲养于不同环境中。其中A组三期均饲养于清洁环境,B组胎儿期及哺乳期饲养于清洁环境中、儿童期饲养于普通环境,C组胎儿期饲养于清洁环境,哺乳期及儿童期饲养于普通环境,D组三期均饲养子普通环境;并通过采集各组不同时期(生后三天、生后三周、生后五周)小鼠粪便,提取样本细菌总DNA,进一步对细菌16SrDNA V3可变区进行PCR扩增和DGGE电泳,获得环境和肠道细菌分子指纹图谱。不同环境中的小鼠饲养至6周后再分为哮喘模型组与对照组,哮喘模型组利用OVA腹腔注射及雾化吸入的方法建立哮喘动物模型,检测哮喘相关的细胞因子IL-4、IFN-γ,利用Quantity One软件分别对肠道菌群进行多样性分析,利用SPSS软件进行统计学分析。  结果:  1.各组不同时间点肠道菌群比较:  (1)生后三天各组肠道菌群比较:D组肠道细菌的条带数S、多样性指数H和优势度指数D显著高于A、B、C三组(P<0.05),A、B、C三组间两两比较肠道细菌的条带数S、多样性指数H和优势度指数D差异均无统计学意义;  (2)生后三周各组肠道菌群比较:D组肠道细菌的条带数S、多样性指数H显著高于A、B、C三组(P<0.05),C组肠道细菌的条带数S、多样性指数H和优势度指数D显著高于A、B两组(P<0.05),A、B两组相比肠道细菌的条带数S、多样性指数H和优势度指数D差异均无统计学意义;  (3)生后五周各组肠道菌群比较:D组肠道细菌的条带数S、多样性指数H、均匀度指数E和优势度指数D显著高于A、B两组,与C相比差异均无统计学意义,C组肠道细菌的条带数S、多样性指数H、均匀度指数E和优势度指数D显著高于A、B两组(P<0.05),A、B两组相比肠道细菌的条带数S、多样性指数H和优势度指数D差异均无统计学意义。  2.不同环境下肠道菌群定植对哮喘模型气道炎症的影响:  (1)A、B、C、D四组哮喘模型组中小鼠血清IL-4含量均较相应各正常对照组明显增加(P<0.05),IFN-γ含量均较相应各正常对照组降低(P<0.05),IFN-γ/IL-4均较相应各正常对照组降低(P<0.05);  (2)A、B、C、D四组哮喘模型组中小鼠血清IL-4含量均值A组>B组>C组<D组,两两比较差异不具有统计学意义。IFN-γ含量均值A组<B组<C组<D组,两两比较A组IFN-γ水平明显低于D组,差异具有统计学意义(P<0.05),IFN-γ/IL-4均值A组<B组<C组<D组两,两两比较A组IFN-γ/IL-4水平明显低于D组,差异具有统计学意义(P<0.05)。  (3)A、B、C、D四组正常对照组中小鼠血清IL-4含量均值A组>B组>C组>D组,两两比较差异不具有统计学意义。IFN-γ含量均值A组<B组<C组<D组,两两比较A组IFN-γ水平明显低于D组,差异具有统计学意义(P<0.05),IFN-γ/IL-4均值A组<B组<C组<D组两,两两比较两两比较差异不具有统计学意义(P<0.05)。  结论:  (1)生命早期居住环境微生物暴露差异影响小鼠早期肠道菌群结构的多样性。胎儿期及哺乳期居住环境微生物越多样,肠道菌群越具多样性;儿童期微生物暴露差异不影响肠道菌群差异。  (2)生命早期肠道菌群定植多样性影响成年期免疫功能,诱导Th0向Th1方向偏移,影响Th1/Th2平衡,减轻哮喘气道炎症。
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