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目的:自身免疫性肝炎(Autoimmune hepatitis,AIH)发病率逐年提高,糖皮质激素及免疫抑制剂可临时改善症状但易复发且伴有毒副作用,肠道菌群失调和机体免疫功能紊乱可能是AIH发病的重要因素。本研究利用复合益生菌灌饲慢性AIH模型小鼠,通过相关免疫指标的检测,肝、肠损伤及炎症状况检测,肠道菌群及其代谢物分析,肠壁通透性及炎症信号通路分析,探索复合益生菌缓解AIH的作用及其机制,为寻找安全有效的AIH替代疗法提供实验依据。方法:雄性C57BL/6小鼠随机分为正常对照组(control group)、模型组(AIH group)、益生菌组(probiotics group)和糖皮质激素地塞米松组(Dex group)。control group小鼠不予处理;AIH group小鼠连续42天每天灌饲0.1 m L无菌生理盐水;probiotics group小鼠连续42天每天灌饲1×109CFU/kg的复合益生菌;Dex group小鼠每5天腹腔注射0.1 mg/kg的地塞米松连续42天。在第7天和第14天,AIH group,probiotics group及Dex group小鼠分别腹腔注射1 m L S100/CFA建立AIH小鼠模型。第42天,采集各组小鼠血液、脾脏、肝脏、回肠、粪便组织,结束干预。1.检测小鼠血清丙氨酸氨基转移酶(Aminotransferase,ALT)和天门冬氨酸氨基转移酶(Aspartate aminotransferase,AST);肝脏组织病理切片并进行HE染色。2.通过流式细胞术检测各组小鼠脾脏中Th1、Th17、Treg细胞占CD4+T细胞的比例;3.通过16S r RNA基因测序检测小鼠肠道菌群的丰度;高效液相色谱检测小鼠粪便中短链脂肪酸(short-chain fatty acids,SCFAs)的浓度。4.回肠组织病理HE染色;通过Real-time PCR,IHC,Western-blot法检测小鼠回肠紧密连接蛋白ZO-1,occludin的基因及蛋白表达量;ELISA检测小鼠血清及肝匀浆中脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)浓度。5.Western-blot法检测小鼠肝脏及回肠TLR4/NF-κB炎症信号通路相关蛋白的表达情况;Real-time PCR检测小鼠回肠细胞因子IL-1β、IL-6、TNF-α基因表达水平;IHC检测肝脏中细胞因子IL-17A、IFN-γ、TGF-β的蛋白表达;Western-blot检测肝组织Caspase-3、Bax、Survivin及Bcl-2的蛋白表达。结果:1.各组小鼠肝脏外观对比显示,control group小鼠肝脏颜色鲜红,表面光滑,肝小叶清晰;AIH group小鼠肝脏暗红,粗糙,肿胀,分叶不清楚;probiotics group小鼠肝脏与control group接近;而Dex group小鼠肝脏形态类似AIH group。血清ALT、AST结果显示,与control group相比,AIH group明显升高(p<0.0001);与AIH group相比,probiotics group及Dex group则显著下降(p<0.0001)。肝脏HE染色结果显示,control group小鼠肝小叶结构正常,肝索排列整齐,几乎无炎细胞浸润;AIH group小鼠肝脏组织结构紊乱,大量炎细胞浸润;probiotics group及Dex group肝小叶结构恢复,肝索排列整齐,炎症细胞浸润减少,但probiotics group比Dex group炎细胞浸润少。2.各组小鼠脾脏外观对比结果显示,control group小鼠脾脏鲜红无肿胀;AIH group小鼠脾脏明显肿胀,与周围组织粘连;probiotics group小鼠脾脏肿胀程度明显降低,与周围组织无粘连;Dex group小鼠脾脏肿胀程度降低但与周围组织粘连。各组小鼠流式细胞术结果显示,与control group相比,AIH group小鼠脾脏中Th1、Th17细胞比例明显升高(p<0.0001),Treg细胞比例下降(p<0.05);与AIH group相比,probiotics group小鼠脾脏中Th1、Th17细胞比例下降(p<0.0001),Treg细胞比例升高(p<0.001);与AIH group相比,Dex group小鼠脾脏中Th1、Th17细胞比例下降(p<0.0001),Treg细胞比例无差异;与probiotics group相比,Dex group小鼠脾脏中Treg细胞比例下降(p<0.001)。3.小鼠粪便16S rRNA基因测序,偏最小二乘法判别分析(Partial least squares discrimination analysis,PLS-DA)结果显示,probiotics group小鼠菌群聚集明显远离AIH group。表明,该复合益生菌可改变AIH小鼠肠道菌群的组成。在门水平上,小鼠粪便均以厚壁菌门(Firmicutes)及拟杆菌门(Bacteroidetes)为主,与control group相比,AIH group小鼠粪便中厚壁菌门(Firmicutes)丰度增加,拟杆菌门(Bacteroidetes)丰度变化不大,厚壁菌门/拟杆菌门(Firmicutes/Bacteroidetes)比例升高;与AIH group相比,probiotics group小鼠粪便中厚壁菌门(Firmicutes)丰度下降(p<0.001),拟杆菌门(Bacteroidetes)丰度显著升高(p<0.001),厚壁菌门/拟杆菌门(Firmicutes/Bacteroidetes)比例下降(p<0.05);与control group和AIH group相比,probiotics group小鼠粪便中疣微菌门(Verrucomicrobia)和放线菌门(Actinobacteria)的相对丰度增加,而糖杆菌门(Saccharibacteria)、脱铁杆菌门(Deferribacteres)和变形菌门(Proteobacteria)的丰度降低。属水平上,与AIH group相比,probiotics group小鼠粪便中拟杆菌属(Bacteroides)、双歧杆菌属(Bifidobacterium)、梭菌属(Clostridium)、瘤胃球菌属(Ruminococcus)、丁酸弧菌属(Anaerostipes)及同型产乙酸菌属(Blautia)丰度明显升高(p<0.05),粪杆菌属(Faecalibacterium)、幽门螺杆菌属(Helicobacter)(p<0.05)及葡萄球菌属(Staphylococcus)丰度明显下降。小鼠肠道微生物中存在显著差异的物种线性判别分析(Linear discriminant analysis Effect Size,LEf Se)结果显示,AIH group中起重要作用的微生物是:梭菌(Clostridies)、梭状芽胞杆菌(Clostridiales)、厚壁菌门(Firmicutes)、Dspiraceae NK4A136,与control group及probiotics group均存在显著差异(LDA score>4.0);control group与probiotics group组成相似,差异无统计学意义。4.小鼠粪便SCFAs检测结果显示,与control group相比,AIH group小鼠粪便中乙酸、丙酸、丁酸及总SCFAs浓度降低,其中丁酸浓度降低最为明显(p<0.05);与AIH group相比,probiotics group小鼠粪便中乙酸、丙酸、丁酸及总SCFAs浓度增加,其中乙酸增加最明显(p<0.05)5.回肠组织HE染色结果显示,control group小鼠回肠绒毛呈指状突起,排列整齐且致密;AIH group小鼠回肠绒毛缩短,排列紊乱疏松,基底断裂;probiotics group小鼠回肠绒毛排列整齐,致密,甚至比control group小鼠回肠绒毛高挺。Real-time PCR、IHC、Western-blot结果显示,与control group相比,AIH group小鼠回肠ZO-1,occludin的基因及蛋白表达量均下降;与AIH group相比,probiotics group小鼠回肠ZO-1,occludin的基因及蛋白表达量升高。ELISA结果显示,与control group相比,AIH group小鼠血清LPS及肝匀浆中LPS均升高(p<0.05);与AIH group相比,probiotics group小鼠血清LPS下降但差异不显著(p>0.05),肝匀浆中LPS明显下降(p<0.05)。6.小鼠回肠Western-blot结果显示,与control group相比,AIH group小鼠肝脏及回肠中TLR4、NF-κB、及P-IκB/IκB的蛋白表达量均升高;与AIH group相比,probiotics group小鼠回肠中TLR4、NF-κB、及P-IκB/IκB的蛋白表达量均下降(p<0.05)。回肠Real-time PCR结果显示,与AIH group相比,probiotics group小鼠回肠中IL-1β、IL-6、TNF-α的表达均下降(p<0.05)。7.小鼠肝脏Western-blot结果显示,与control group相比,AIH group小鼠肝脏及回肠中TLR4、NF-κB、及P-IκB/IκB的蛋白表达量均升高;与AIH group相比,probiotics group小鼠肝脏中TLR4、NF-κB、及P-IκB/IκB的蛋白表达量均下降(p<0.05);肝组织IHC结果显示,与control group相比,AIH group小鼠肝组织中IFN-γ、IL-17A的表达明显升高(p<0.0001),TGF-β的表达明显下降(p<0.01);与AIH group相比,probiotics group小鼠肝组织中IFN-γ、IL-17A的表达下降(p<0.0001),TGF-β的表达升高(p<0.01)。肝组织Western-blot结果显示,与control group相比,AIH group小鼠肝组织中Caspase-3及Bax的蛋白表达升高(p<0.01)及Survivin(p<0.05)及Bcl-2(p<0.01)的蛋白表达下降;与AIH group相比,probiotics group小鼠肝组织中Caspase-3(p<0.01)及Bax(p<0.001)的表达下降,而Survivin(p<0.05)及Bcl-2(p<0.05)的表达升高。结论:1.复合益生菌能够缓解AIH的肝病理损伤,并修复肝功能,作用类似糖皮质激素,但复合益生菌具有免疫调节作用;2.复合益生菌不仅促进Th17/Treg平衡,抑制炎症反应,还可通过调节肠道微生态,增强肠屏障功能,减少LPS移位到肝脏,从而抑制回肠及肝脏中TLR4/NF-κB信号通路及炎性细胞因子的分泌,缓解AIH小鼠肝损伤。