月桂酸体外抑菌作用机理及对沙门氏菌感染小鼠肠道组织的影响

来源 :南京农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:franklee19851126
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中链脂肪酸(Medium chain fatty acid,MCFA)是一个天然产品,研究表明它具有抗菌活性,并且对肠道发育和免疫系统有作用。由于抗生素在畜牧业中的应用受到了限制,中链脂肪酸越来越受到关注。月桂酸(Lauric acid,LA)是一种十二碳的中链饱和脂肪酸,主要存在于椰子油和棕桐仁油中。月桂酸单甘油酯(Monoglyceride laurate,GML)是由月桂酸酯化合成的。月桂酸及其单甘油酯天然存在于母乳、椰油和美洲蒲葵中,在体外对细菌、真菌和包膜病毒的生长和增殖有很强的抑制能力,但是对不同种类的细菌其具体抑菌作用机制还有待于进一步研究。动物受到细菌感染时,月桂酸对其肠道组织的保护作用如何,也不十分清楚。因此,本研究通过体外实验和C57/BL小鼠体内实验,阐释了月桂酸对鼠伤寒沙门氏菌(Salmonellatyphimurium,ST)的体外抑菌作用机制以及对感染小鼠肠道组织的影响。1月桂酸对沙门氏菌的体外抑菌作用及其机制研究通过对月桂酸敏感性测定和MIC测定,确定月桂酸对沙门氏菌出现抑菌作用的最小抑菌浓度为1000 μg/mL。月桂酸抑菌效果研究,结果表明月桂酸在4-48 h具有良好的抑菌活性。细菌通透性研究表明,月桂酸可以改变细菌通透性,增加细菌胞内蛋白和核酸的渗漏。用扫描电子显微镜观察细菌形态,发现月桂酸处理后细菌形态发生皱缩,膜完整性被破坏。月桂酸能够使细菌膜通透性增加,导致细菌内容物外泄。在基因水平上,通过实时荧光定量PCR法探究其对沙门氏菌毒力岛基因(hil A,hilC)表达的影响,结果表明月桂酸在不同MIC抑菌浓度下均以浓度依赖的方式下调hil A,hil C的表达。2月桂酸及其单甘油酯对沙门氏菌感染小鼠的影响为了探究月桂酸及其单甘油酯对沙门氏菌感染小鼠的缓解作用,将20 g左右C57/BL雄性小鼠随机分为5组,每组8只小鼠。分别为PBS阴性对照组(CON组)、沙门氏菌感染组(ST组)、沙门氏菌+1%月桂酸缓解组(1%LA组)、沙门氏菌+0.5%月桂酸缓解组(0.5%LA组)、沙门氏菌+1%月桂酸单甘油酯缓解组(GML组)。五组小鼠别以PBS,月桂酸,GML连续灌胃7天,每只每天200μL。第4天小鼠以107 cfu/mL沙门氏菌0.2 mL感染小鼠一次,然后于3天后采样。沙门氏菌感染24 h后,采取小鼠粪便,用粪便DNA试剂盒提取粪便微生物全基因组,合成沙门氏菌引物进行PCR,以扩增的引物进行琼脂糖凝胶,结果发现CON组没有扩增条带出现,ST、1%LA、0.5%LA和GML组均有条带出现,说明小鼠感染模型造模成功。小鼠的脏器指数结果发现,沙门氏菌感染小鼠的肝脏和脾脏的脏器指数均升高。血液生化检测指标中,沙门氏菌感染小鼠免疫球蛋白(GLOB)含量升高。采取小鼠盲肠内容进行细菌涂板实验,结果发现,与CON组相比,四组ST感染小鼠盲肠内容物中沙门氏菌数量显著升高,但与ST组相比,1%LA、0.5%LA和GML组盲肠内容物中沙门氏菌数量显著减少。小鼠灌胃ST后分别在第24、48和72h收集小鼠新鲜粪便,结果发现1%LA显著降低了 48h沙门氏菌引起的总菌群升高,降低了24、48和72h的沙门氏菌的基因表达水平。以上结果表明,沙门氏菌感染后,月桂酸及月桂酸单甘油酯添加能够减少细菌在小鼠机体的定植。3月桂酸及其单甘油酯对沙门氏菌感染小鼠肠道组织的保护作用探究月桂酸及其单甘油酯对小鼠肠道形态、肠道酶活性及肠道组织相关基因表达的影响,结肠长度测量结果发现,与CON组相比,ST组小鼠结肠长度显著变短,1%LA、0.5%LA和GML组小鼠结肠长度与对照组相比无明显差异。小鼠肠道形态观察发现,与CON组相比,ST组小鼠十二指肠、结肠肠壁变薄,炎性细胞浸润严重,肠道绒毛高度和隐窝深度降低,1%LA、0.5%LA和GML组小鼠与对照组相比肠道炎性细胞浸润减少,十二指肠绒毛长度和隐窝深度增加。小鼠血清和结肠组织MPO活性研究中,与CON组相比,ST组小鼠MPO活性显著降低,1%LA、0.5%LA和GML组小鼠MPO活性与对照组相比无明显差异。小鼠肠道组织相关基因表达结果中,与CON组相比,ST组小鼠紧密连接蛋白ZO1,细胞因子IL1α、IL6、TNFα和IFNγ,炎症通路相关基因TLR2、TLR4、MYD88和NFκB的基因表达水平显著升高,1%LA、0.5%LA和GML组小鼠缓解了这些肠道组织相关基因升高。以上结果表明,月桂酸及其单甘油酯可以缓解沙门氏菌引起的肠道组织损伤,降低结肠细胞因子和炎症相关基因表达水平,调节机体的非特异性免疫,来缓解致病菌对机体造成的损害。综上,经月桂酸处理后沙门氏菌毒力基因表达的下调说明月桂酸可能削弱沙门氏菌毒力的形成过程,而细菌相关生物学特性的改变说明其具有调控沙门氏菌生物学活性的潜在能力。饲喂月桂酸及其单甘油酯的小鼠研究中,月桂酸及其单甘油酯减少了细菌在组织的定植,缓解了沙门氏菌引起的肠道组织损伤。因此,中链脂肪酸月桂酸具有直接的抗菌作用,对沙门氏菌感染小鼠肠道具有较好的保护作用。
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