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目的:1.阐明缺血中风发生发展及中医证候与肠道菌群及其代谢产物之间的关系。2.阐明补阳还五汤药物成分与缺血中风气虚血瘀证特定肠道微生态的相互作用及作用机制。方法:选择Sprague-Dawley(SD)大鼠,采用线栓法制作MCAO大鼠模型,力竭游泳结合线栓法制作缺血中风气虚血瘀证大鼠模型,肾上腺素皮下注射联合多种混合刺激及线栓法制作缺血中风气滞血瘀证大鼠模型。1.采集MCAO模型组及假手术组大鼠术后72 h的盲肠内容物及血浆,分别进行16S r RNA基因测序及非靶向代谢组学检测肠道菌群及血浆代谢产物,并对组学数据开展生物信息学分析及相关性分析。2.采集MCAO模型组、缺血中风气虚血瘀证组、缺血中风气滞血瘀证组及假手术组大鼠术后72 h盲肠内容物进行16S r RNA基因测序检测肠道菌群,并进行生物信息学分析。3.建立缺血中风气虚血瘀证大鼠模型与假手术组大鼠同时于手术后1 h、24 h及48 h灌胃补阳还五汤(12 m L/kg·d),于术后72 h后取大鼠盲肠粪便行16S r RNA基因测序,采血浆行非靶向代谢组学检测代谢物,鉴定补阳还五汤药物相关代谢产物,进行组间差异分析。4.建立缺血中风气虚血瘀证模型大鼠,随机分成补阳还五汤组、双歧杆菌四联活菌片组及生理盐水对照组,分别于手术后1 h、24 h、48 h灌胃补阳还五汤(12 m L/kg·d)、双歧杆菌四联活菌片(0.81 g/kg·d)及生理盐水(4 m L/只·d),用药72 h后神经行为学评分后处死大鼠后取全脑行TTC染色检测脑梗死体积,取盲肠内容物行16S r RNA基因测序检测肠道菌群,分离血浆用代谢组学方法检测血浆代谢产物,并建模分析肠道菌群与代谢产物之间的联系。结果:1.缺血中风后大鼠肠道菌群及血浆代谢产物发生改变:(1)MCAO模型组大鼠肠道菌群组成结构及多样性发生明显改变,其中厚壁菌门显著下调,变形菌门及脱铁杆菌门显著上调,在属分类水平埃希-志贺菌属上调,乳酸杆菌属、双歧杆菌属丰度降低。(2)MCAO模型组大鼠血浆代谢轮廓也发生显著性改变,共检测出308种发生显著性改变的代谢产物,其中上调155种,下调153种代谢物。失调的代谢物KEGG通路显著富集在氨基酸代谢、脂质代谢、胆碱能突触、m TOR信号通路、2-氧代环戊烷羧酸甲酯代谢等。(3)MCAO模型组大鼠部分代谢物异常改变与肠道菌群的变化密切相关,其中二十碳五烯酸、黄豆苷元、黄豆黄素、黄体酮等具有脑神经保护作用的代谢产物显著下调,且均与肠道菌群之间存在着高度相关性。2.缺血中风气虚血瘀证大鼠肠道菌群特异性改变:(1)与假手术组比较,IS气虚血瘀证组物种丰富度明显下降(P<0.05),厚壁菌门丰度显著降低,而变形杆菌门的丰度水平显著升高;IS气滞血瘀证组变形杆菌门和疣微菌门丰度轻度升高,厚壁菌门轻度下降,但无明显统计学差异;MCAO组厚壁菌门丰度显著下降,变形杆菌门和脱铁杆菌门丰度显著升高。(2)与MCAO组比较,IS气虚血瘀证组大鼠厚壁菌门及脱铁杆菌门丰度明显下降;IS气滞血瘀证组脱铁杆菌门丰度明显下降。(3)与IS气滞血瘀证组比较,IS气虚血瘀证组埃希-志贺菌属、考拉杆菌属、AListipes、粪杆菌属、Odoribacter、Sutterella等10个菌属丰度显著升高,而Parasutterella、LachnospiraceaeUCG-001菌属丰度显著下降。LEFSE分析发现Sutterella菌属是气虚血瘀证IS组大鼠肠道菌群特异性的主要菌属。3.肠道菌群影响补阳还五汤有效成分的吸收:(1)与假手术组比较,缺血中风气虚血瘀证组大鼠灌胃补阳还五汤后有10个菌属丰度显著升高,10个菌属丰度显著降低,其中拟杆菌属、普雷沃菌属、Parabacteroides、考拉杆菌属、丁酸弧菌等菌属丰度明显升高,而乳杆菌属、螺杆菌属、Tyzzerella菌、LachnospiraceaeNK4A136group、Ruminiclostridium9等菌属丰度明显降低。(2)缺血中风气虚血瘀证组大鼠血浆中补阳还五汤药物成分甜菜碱、α-紫罗兰酮、甲基没食子酸-O-硫酸盐、阿拉伯糖、棕榈酸、紫花前胡醇显著上调,阿糖腺苷、3-O-甲基没食子酸显著下调,多个成分与氧化应激、抗炎反应等相关。经关联性分析发现,除3-O-甲基没食子酸外,其他7种药物成分差异均与肠道菌群有相关性。4.补阳还五汤影响IS大鼠肠道菌群及血浆代谢产物:(1)补阳还五汤能改善缺血中风大鼠神经行为学评分,减小脑梗死体积。(2)与双歧杆菌四联活菌片组比较,补阳还五汤组显著下调气虚血瘀缺血中风大鼠肠道变形菌门,上调了拟杆菌门,与生理盐水对照组比较则显著下调放线菌门。(3)与生理盐水对照组比较,补阳还五汤组共发现58种血浆代谢产物存在显著性差异,涉及甘氨酸、苏氨酸、酪氨酸、精氨酸等氨基酸代谢,且上调具有抗氧化作用的油酸酰胺、异甘草苷,上调华法林以降低IS血液高凝状态。(4)补阳还五汤组改变的血浆代谢产物与肠道菌群之间存在相关性。结论:1.缺血中风后大鼠肠道菌群及血浆代谢轮廓发生改变,且二者之间存在着相关性,复杂的代谢表型改变可能是肠道菌群影响缺血中风疾病发生发展的重要机制。2.缺血中风气虚血瘀证大鼠肠道菌群与其他证型缺血中风大鼠存在显著性差异,提示肠道菌群可能参与缺血中风气虚血瘀证中医证候的形成。3.缺血中风气虚血瘀证大鼠特异性的肠道菌群变化导致补阳还五汤中具有抗炎、抗氧化应激的成分上调,促氧化作用的成分下调,提示肠道菌群影响补阳还五汤药物成分在肠道的吸收。4.补阳还五汤可以调节缺血中风大鼠肠道菌群组成结构,影响其血浆代谢轮廓,且部分代谢物的改变与肠道菌群存在相关性,这可能是补阳还五汤发挥治疗作用的重要生物学基础。