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目的:肠道菌群与神经系统疾病之间的关联随着相关研究的开展已被证实,而肠道菌群对垂体腺瘤发生发展的影响尚不明确。本实验通过对临床确诊的垂体腺瘤患者进行肠道菌群的检测分析不同人群之间肠道菌群的差异;进而通过培养大鼠垂体腺瘤模型进行正常肠道菌群的移植,验证肠道菌群与垂体腺瘤发生发展的联系;最后通过蛋白质组学实验分析肠道菌群影响垂体腺瘤进展的内在机制。方法:(1)纳入44名同意提供粪便样本的垂体腺瘤患者,收集其新鲜粪便样本后进行肠道菌群的宏基因组学测序。测序结果采用相关软件对微生物的相对丰度分布、微生物生态网络、微生物代谢途径的丰度进行分析得出不同人群的肠道菌群差异。(2)通过对F344大鼠进行双侧卵巢切除术后在皮下埋植雌激素释放泵培养垂体腺瘤动物模型,对不同组别的大鼠进行肠道菌群移植和色氨酸摄入,最后通过磁共振成像计算垂体瘤的体积、解剖垂体并进行称重、检测大鼠血清泌乳素值,以此验证垂体瘤动物模型的培养效果以及肠道菌群抑制和色氨酸摄入对垂体瘤进展的影响。(3)用蛋白质免疫印迹法对解剖后保存的不同组别大鼠的垂体瘤组织的进行细胞凋亡相关调控蛋白的检测,检测蛋白包括Akt、Bcl-xl、Bax、ERK、P38、JNK,以探讨肠道菌群与色氨酸对垂体瘤进展产生影响的内在机制。结果:(1)肠道菌群检测结果:对微生物物种分度分析中,在菌种水平上,NIPA组和IPA组Clostridium innocuum(无毒梭菌)的相对丰度高于HC组,而Oscillibacter sp.57_20(奥氏杆菌57_20)和Fusobacterium mortiferum(死亡梭杆菌)的相对丰度显著低于HC组;对微生物生态网络分析中,与HC组相比,IPA组呈现出更复杂的微生物网络,而NIPA组呈现出更简单的网络;对微生物代谢途径丰度的分析中,在PA组中显著富集的代谢途径包括“甲醛氧化I”、“甘氨酸合成血红素b的超级通路”、“双歧杆菌分流”、“脂肪酸β-氧化I”等,而在HC组中显著富集的代谢通路则包括“d DTP-β-L-鼠李糖生物合成”、“6-羟甲基-二氢蝶呤二磷酸生物合成I和III”、“硝酸盐还原VI”等。(2)动物模型相关实验结果:在MRI检查测量垂体体积、称重法测量垂体重量和Elisa测定血清泌乳素值三组实验中,对照组大鼠的垂体体积、垂体重量和血清泌乳素水平较假手术组显著增加(P<0.01),正常肠道微生物组和色氨酸组大鼠的垂体体积、垂体重量和血清泌乳素水平较对照组显著减少(P<0.01);(3)蛋白质免疫印迹实验结果:与假手术组对比,对照组大鼠的垂体瘤细胞中p-Akt蛋白含量显著升高,Akt蛋白含量显著下降(P<0.001);与对照组对比,正常肠道菌群组大鼠的p-Akt蛋白含量显著降低(P<0.001),Akt蛋白含量显著升高(P<0.05);与对照组对比,色氨酸组大鼠的p-Akt蛋白含量显著降低(P<0.001),Akt蛋白含量无明显变化。与假手术组对比,对照组大鼠的垂体瘤细胞中Bcl-xl蛋白含量显著升高,Bax蛋白含量显著降低(P<0.001);与对照组对比,正常肠道菌群组大鼠的Bcl-xl蛋白含量显著降低(P<0.001),Bax蛋白含量无明显变化;与对照组对比,色氨酸组大鼠的Bcl-xl蛋白含量显著降低,Bax蛋白含量显著升高(P<0.001)。与假手术组对比,对照组大鼠的垂体瘤细胞中p-ERK1/2蛋白含量显著升高,p-JNK1/2和p-P38蛋白含量显著降低(P<0.001);与对照组对比,正常肠道菌群组大鼠的p-ERK1/2和JNK1/2蛋白含量显著降低(P1<0.001,P2<0.05),p-JNK1/2、p-P38和P38蛋白含量显著升高(组大鼠的p-ERK1/2蛋白含量显著降低(P<0.05);与对照组对比,色氨酸P<0.001),p-JNK1/2、p-P38和P38蛋白含量显著升高(P1<0.001,P2<0.01,P3<0.05)。结论:第一,患者的肠道菌群的结构跟正常人群是存在一定的差异的,在菌种水平上,NIPA组和IPA组Clostridium innocuum(无毒梭菌)的相对丰度高于HC组,而Oscillibacter sp.57_20(奥氏杆菌57_20)和Fusobacterium mortiferum(死亡梭杆菌)的相对丰度显著低于HC组;对微生物生态网络分析中,与HC组相比,IPA组呈现出更复杂的微生物网络,而NIPA组呈现出更简单的网络;对微生物代谢途径丰度的分析中,在PA组中显著富集的代谢途径包括“甲醛氧化I”、“甘氨酸合成血红素b的超级通路”等,而在HC组中显著富集的代谢通路则包括“d DTP-β-L-鼠李糖生物合成”、“硝酸盐还原VI”等;第二,对实验中的大鼠进行肠道菌群的移植使其肠道菌群持续维持在一个正常的水平以及提高大鼠胃肠道内色氨酸的水平,这两种干预措施对大鼠垂体瘤的体积和重量增长具有抑制作用,同时能够降低血清的泌乳素水平;第三,大鼠垂体瘤细胞中调控细胞凋亡的信号通路如PI3K/AKT/Bad信号通路和MAPK信号通路受到抑制,而正常肠道菌群和色氨酸对垂体瘤细胞中被抑制的凋亡通路具有一定的激活效应,使细胞凋亡明显增加,最终使垂体瘤细胞的异常增殖受到一定的遏制。