慢性应激导致大鼠肠道微生物代谢异常

来源 :浙江理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:chenchendewei
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目的:慢性应激导致多种心理和生理疾病的发生与发展,肠道微生物是机体与环境相互作用的重要载体,肠道的神经网络系统也被称为“第二大脑”,胃肠道的信号可以有效地传递至大脑,引发机体的心理应激与生理反应。本文通过建立慢性不可预测性温和应激(CUMS)模型以及慢性疼痛应激(SNI)模型,研究两种慢性应激对大鼠小肠和大肠微生物多样性和丰度的影响,以及肠道微生物代谢产物短链脂肪酸与胃肠神经肽GLP-1和PYY的变化情况,进一步确定慢性应激中肠道微生物的变化机制。方法:将Sprague-Dawley雄性大鼠随机分为空白组、慢性不可预测性温和应激组,假手术组和慢性神经性疼痛应激组4组。评价大鼠体重、旷场和机械痛敏等行为指标,确定造模成功。然后采用16S rDNA测序检测大鼠肠道粪便微生物多样性和丰度的变化,采用气相色谱法分析大鼠肠道粪便中短链脂肪酸的变化,采用免疫组化法检测大鼠结肠组织中的神经肽GLP-1和PYY变化情况。结果:(1)慢性心理应激中大鼠盲肠和结肠粪便菌属变化不一致,在盲肠中Oscillospira属的相对丰度显著降低,而在结肠中Sutterella属的相对丰度显著增加。但慢性疼痛应激中大鼠盲肠和结肠粪便菌属变化一致,梭菌纲中的Lachnospiraceae菌属、Ruminococcaceae菌属和其他未分类属的相对丰度都减少。(2)慢性心理应激对盲肠短链脂肪酸无显著影响,但引起结肠丁酸浓度降低。慢性疼痛应激导致盲肠和结肠中丁酸浓度均显著降低,并且结肠中乙酸浓度也显著降低。(3)慢性心理应激与慢性疼痛应激对结肠GLP-1和PYY均无明显作用。结论:首先,我们发现慢性心理应激与慢性疼痛应激确实都会导致的大鼠肠道微生物发生变化,但是心理性应激与躯体疼痛应激这两种不同的应激状态对大鼠肠道微生物的影响并不一致,即不同应激源对肠道的影响表现为特异性改变。其次,在门水平上,心理性应激与躯体疼痛应激大鼠的盲肠粪便微生物相对丰度存在明显差别。心理应激大鼠盲肠的厚壁菌门丰度较高,而躯体疼痛应激大鼠的盲肠的拟杆菌门丰富较高。进一步验证了肠道对于不同应激源存在特异性反应的现象。第三,心理应激与躯体疼痛应激对大鼠肠道的影响主要集中在盲肠和结肠。第四,慢性心理应激和慢性躯体性应激导致肠道内微生物发生变化的机制与短链脂肪酸的作用有关,两种应激均对结肠丁酸具有抑制作用,丁酸一定程度上可以作为评价应激水平的潜在依据。第五,实验结果显示慢性心理应激和慢性躯体性应激大鼠结肠的胃肠肽GLP-1和PYY均未发生改变,表明慢性心理和躯体应激导致结肠丁酸水平显著降低与GLP-1和PYY无关。
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