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背景肠道微生物是人体庞大的系统,定居着大约1013-1014的微生物,是机体细胞数量的10倍,基因组的150倍。成年人肠道中微生物种类超过1000种,并对宿主行为学产生重大影响。研究报道了肠道微生物能影响神经发生及脑功能,还包括对外界应激源的敏感性。虽然机体一般都能适应外界应激,但慢性持续应激会导致胃肠道和情绪障碍。事实上,研究已表明,应激与功能性、炎症性肠病或消化性溃疡相关。临床研究证实,在中枢神经系统功能中,肠道微生物的作用确实是存在的。胃肠道细菌感染可诱发实验鼠类似焦虑样行为,可能是由于细菌代谢产物刺激了大脑区域,再通过迷走神经刺激内脏感觉信息传导,最终影响宿主情绪。此外,与无特殊病原体(SPF)小鼠相比,无菌(GF)小鼠下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴反应较强,从而导致血清素、去甲肾上腺素含量发生变化。此外,母婴分离等因素也易使成年大鼠在这些应激下肠粘膜功能紊乱和内脏痛觉过敏发生。然而,目前,外界应激状态下,肠道微生物对宿主行为学及HPA轴产生的影响研究较少。目的为探讨动物体内肠道微生物定植对行为学影响,我们研究了小鼠在应激状态下,下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴中相关激素、激素受体及行为学改变。此研究可能为肠道微生物干预治疗应激相关疾病提供治疗的新途径。方法我们利用无菌(GF)小鼠和无特异性病原体(SPF)小鼠,适应性喂养一周,实验开始前按体重随机分为四组。随后利用慢性束缚(CRS)模型对两组小鼠施加外界应激刺激。我们每天将CRS组小鼠放置在有透气小孔的圆锥离心管中束缚4小时,持续21天。造模后,我们进行行为学、激素、受体水平等测试。所有数据一并采用two-way ANOVA分析,并评估组间差异性。结果1.CRS造模后,在旷场试验(OFT)中,SPF束缚鼠在比GF束缚鼠在旷野运动的总距离更短;GF束缚鼠比SPF束缚鼠在中心探索时间更长;GF束缚鼠比GF对照组在中心运动距离更长;SPF束缚鼠比SPF对照组在中心运动距离更长;GF束缚鼠比GF对照组在中心运动时间更长;GF对照鼠比SPF对照鼠中心运动距离和时间更长。2.SPF束缚鼠下丘脑组织中的CRH、ACTH、CORT和ALD的激素水平比GF束缚鼠显著下降;GF束缚鼠的ACTH和ALD水平比GF对照鼠显著增高。此外,与GF束缚鼠相比,SPF束缚鼠的Crhr1mRNA水平显著下降,而Nr3c2 mRNA水平显著上升;与GF束缚鼠相比,SPF束缚鼠的MR与GR比值显著上升。同样,CRS后,与GF对照鼠相比,GF束缚鼠的Crhr1 mRNA水平显著增加,而MR与GR比值显著下降。结论在相同强度的外部应激下,SPF小鼠表现比GF小鼠更容易表现焦虑样行为。此外,我们还发现,与SPF小鼠相比,GF小鼠下丘脑组织匀浆中激素和激素相关受体表现出显著差异。总之,在外界应激下,肠道微生物引起HPA轴不平衡可能会影响脑内神经内分泌系统,从而导致焦虑样行为表型。