发酵彝药对小鼠肠道菌群的重建作用

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人体肠道中存在着数目庞大的微生物菌群,这些菌群相互作用,构成了复杂而稳定的微生态系统,参与人体免疫调节、生物拮抗、抑制肿瘤、脂质代谢和营养吸收等众多过程。健康情况下,肠道菌群在肠胃中形成一个稳定平衡的微生态环境,维持身体健康,而一旦菌群比例大幅变化,平衡打破,就会造成菌群的失调,引起多种疾病。引起菌群失调的因素有很多,其中之一就是抗生素的不规范使用,抗生素的长期大量使用,在杀死敏感病原菌的同时,会破坏肠道中正常菌群的平衡,打破肠道微生态系统稳定,导致肠道菌群的失调,从而引起肠道免疫力下降,造成肠道消化功能障碍,并导致腹泻。近年来研究表明,中药及中药复方可以很好促进肠道菌的增殖,调节肠道菌群平衡,缓解各类由肠道菌群失调引发的肠道疾病、心脑血管疾病、代谢疾病、精神疾病以及免疫疾病等。彝药是中国民族医药重要的组成部分,有自己独特的理论和较为系统的知识和技术,具确切疗效,著名的云南白药就是彝药。解本10号(JB10)和解本303号(JB303)是以传统彝族医药理论为指导,选用药食同源的刺梨、余甘子、蜂蜜、核桃和柠檬,通过自然发酵而成的发酵液。这些原材料具有抗氧化、抗炎、抗衰老和调节人体免疫力等功效。解本作为一种中药发酵液,其对肠道菌群是否具有调节作用尚不明确,故本研究以盐酸林可霉素诱导小鼠抗生素相关性腹泻,建立菌群失调模型,之后分别灌服高剂量和低剂量的解本10号与解本303号,7d后无菌条件下收集小鼠回盲肠部和结直肠部粪便,提取总DNA,进行16S r RNA高通量测序,并进行生物信息学分析,包括OTU聚类、物种注释和进化树构建,群落组成分析,Alpha多样性分析,Beta多样性分析,差异物种分析,群落功能预测,探究抗生素处理后,解本10号与解本303号对雄性和雌性小鼠回盲肠部和结直肠部失调菌群的恢复重建作用,旨在进一步揭示彝药在肠道菌群调节中的作用。主要结果如下:1.对测序结果进行Alpha多样性分析,发现灌服解本后,回盲肠和结直肠部菌群丰度和多样性指标Chao指数、Shannon指数、Simpson指数、和Faith’s PD指数较失调模型组明显回升,且均比自发恢复的Ctrl组更接近于正常组,绘制物种丰度稀释曲线也得到相同趋势,表明解本对小鼠肠道菌群的丰度和多样性有明显提升和恢复作用。2.对测序结果进行Beta多样性分析,发现林可霉素处理后,回盲肠菌群结构明显区别于正常组,灌服解本后,菌群结构接近于正常,且回盲肠和结直肠部的菌群结构均比自发恢复的Ctrl组更接近于正常,表明解本对小鼠肠道的菌群结构有明显的重建作用。3.对测序结果进行群落组成分析,发现灌服解本后,在门水平上,有益菌拟杆菌门和疣微菌门的丰度得到显著提升,而有害菌变形菌门的丰度被显著抑制,且具有剂量依赖性。在属水平上,解本发酵液使有益菌拟杆菌属、副拟杆菌属、毛螺菌属、艾克曼菌属等的丰度显著提升,有害菌如假单胞菌属、葡萄球菌属等丰度明显抑制。表明解本能有效提升小鼠肠道中的有益菌,抑制肠道中的有害菌。4.对测序结果进行差异物种分析,发现林可霉素处理组肠道中的差异显著物种主要集中在有害菌变形菌门和放线菌门,自发恢复的Ctrl组与失调组差异物种结构相似,而灌服解本组,肠道中的差异显著物种主要集中在拟杆菌门、厚壁菌门和疣微菌门,接近于正常,且回盲肠中变化更为显著。表明解本能有效恢复失调小鼠肠道菌群结构,减少肠道有害菌。5.对测序结果进行群落功能预测,发现林可霉素处理后,代谢相关途径基因拷贝数减少,灌服解本后,代谢相关基因拷贝数回升至正常水平,表明解本能够有效恢复失调小鼠肠道的代谢功能。另外发现林可霉素处理后,小鼠结直肠中传染病相关途径基因拷贝数增多,灌服解本后,拷贝数明显下降,而自发恢复的Ctrl组传染病相关基因拷贝数居高不下,表明解本能够有效抑制肠道中的致病途径,降低疾病发生几率。
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