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目的:本实验通过建立生命早期不同环境微生物暴露及哮喘双重模型,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,为发掘肠道菌群有效定植影响哮喘的时间窗提供研究意义,并为防治哮喘提供新思路。方法:选取SPF级6-8周BALB/c小鼠24只,雌雄2:1合笼,受孕后按子代不同时期(胎儿期、哺乳期、儿童期)分为4组(每组雌性幼鼠16只),A组:胎儿期、哺乳期、儿童期均于清洁环境中饲养;B组:胎儿期、哺乳期于清洁环境中饲养,儿童期于普通环境饲养;C组:胎儿期清洁环境饲养,哺乳期、幼鼠儿童期于普通环境中饲养;D组:三期均于普通环境中饲养。采集各组不同时期(生后三周末、生后五周末)小鼠粪便,提取样本细菌总DNA,采用Illumina Mi Seq高通量测序仪对16S r DNA V4区进行测序及生物信息学分析。四组幼鼠第36天再分别随机分成2组(每组6-8只):哮喘组(AI、BI、CI、DI)、哮喘模型对照组(A II、B II、C II、DII);哮喘组应用卵清蛋白OVA建立哮喘模型,第60天取材:外周血、肺组织。ELISA法检测外周血总Ig E水平,病理HE染色观察肺部炎症改变,Real-time PCR法检测肺组织中GATA-3、T-bet m RNA表达水平。结果:1、肠道菌群高通量分析:(1)生后三周小鼠肠道菌群分析:a:多样性:A组、B组、C组、D组多样性呈现上升趋势,部分差异有显著意义(P<0.05)。b:结构:A组、B组肠道菌群优势菌门水平厚壁菌门、属水平乳酸杆菌属相对丰度均比C组、D组低,差异具有统计学意义(P<0.05);A组、B组肠道菌群黏蛋白阿克曼氏菌相对丰度比其他两组明显增高,差异具有统计学意义(P<0.05);A组、B组肠道菌群与C组、D组整体结构不同。(2)生后五周小鼠肠道菌群分析:a:多样性:A组、B组、C组、D组多样性呈现上升趋势,差异有统计学意义(P<0.05)。b:结构:A组肠道菌群优势菌门水平厚壁菌门、属水平乳酸杆菌相对丰度均比B组、C组、D组低,差异具有显著意义(P<0.05),A组肠道菌群黏蛋白阿克曼氏菌相对丰度比C组、D组明显增高,差异具有统计学意义(P<0.05);A组与B组、C组、D组结构不同。2、哮喘小鼠气道炎症程度比较:(1)四组哮喘组小鼠肺组织炎症病变病理评分较哮喘模型对照组显著增高(P<0.05),AI组与BI组病理评分差异无统计学意义(P>0.05),AI、BI两组分别与CI、DI两组相比,炎症程度增加,且差异均具有统计学意义(P<0.05);CI组炎症病变程度大于DI组,差异有统计学意义(P<0.05);AII、BII、CII、DII四组之间差异无统计学意义(P>0.05)。(2)四组哮喘组小鼠血清总Ig E水平较哮喘模型对照组显著增加(P<0.05),AI组与BI组总Ig E水平差异无统计学意义(P>0.05),AI、BI两组分别与CI、DI两组相比,总Ig E水平增加,且差异均具有统计学意义(P<0.05);CI、DI组血清总Ig E水平差异无统计学意义(P>0.05);AII、BII、CII、DII四组之间比较差异均无统计学意义(P>0.05)。3、哮喘小鼠肺组织GATA-3与T-bet m RNA含量比较:(1)四组哮喘组小鼠肺组织中GATA-3 m RNA表达水平均较哮喘模型对照组升高(P<0.05);而哮喘组组间比较:AI组、BI组差异无统计学意义(P>0.05),CI组高于DI组(P<0.05),AI、BI组肺组织中GATA-3 m RNA表达水平较CI组、DI组升高(P<0.05);AII、BII、CII、DII四组之间差异均无统计学意义(P>0.05)。(2)四组哮喘组小鼠肺组织中T-bet m RNA表达水平较哮喘模型对照组降低(P<0.05);而哮喘组组间比较:AI组、BI组差异无统计学意义(P>0.05),CI组低于DI组(P<0.05),AI、BI组肺组织中T-bet m RNA表达水平较CI组、DI组降低(P<0.05);AII、BII、CII、DII四组之间差异均无统计学意义(P>0.05)。结论:1、生命早期不同时期、不同环境微生物暴露会影响幼鼠肠道菌群的多样性与结构,环境清洁度越高,肠道菌群多样性越低,结构组成也有差异。2、生命早期不同肠道菌群定植会影响小鼠哮喘的发展和严重程度,肠道菌群的多样性与哮喘炎症程度呈负相关,同时某些特定的菌群定植也与哮喘相关。3、胎儿期和哺乳期可能是生命早期环境微生物暴露影响儿童肠道菌群定植与哮喘发展程度的重要“时间窗”。4、生命早期不同时期、不同环境微生物暴露会影响肠道菌群定植,可能与后期哮喘炎症程度的不同密切相关,其机制可能通过调节GATA-3和T-bet m RNA的表达,而肠道菌群多样性的增加和结构的改变可能起了中介作用。5、早期生命中异常的肠道微生物群可能导致后期肠道菌群失衡,进而可能导致不正确的免疫系统成熟,并对以后的生活与健康产生后果。