基于肠道菌群和代谢组学探讨养心通脉方对冠心病血瘀证大鼠的作用机制

目的:探讨肠道菌群和血浆代谢物与冠心病血瘀证的关联性及养心通脉方干预冠心病血瘀证的作用机制。方法:60只SPF级雄性大鼠随机分为正常组和造模组,造模组通过饮食药物结合建立冠心病血瘀证大鼠模型后,随机分为模型组(灌胃生理盐水),养心通脉方组(灌胃12g/kg·d),阿托伐他汀钙组(灌胃1.8mg/kg·d),灌胃正常大鼠粪菌组(FN组),灌胃模型大鼠粪菌组(FM组),灌胃养心通脉方粪菌组(FYXTM组)每组6只,均灌胃干预2周。HE染色观察大鼠冠状动脉病理变化;检测血脂血流变指标以及血清氧化三甲胺含量;16S r RNA测序技术分析回肠黏膜菌群;LCMS/MS技术分析大鼠血浆非靶向代谢组学并与回肠黏膜菌群进行相关性分析。结果:(1)与正常组相比,模型组大鼠肠PF-03084014道菌群变形杆菌门(β型和γ型变形杆菌纲)属水平Hydrogenophaga,Limnohabitans,Polaromonas,Rhodoferax,Polynucleobacter,Methylotenera,HTCC和Crenothrix丰度显著升高(P<0.01)。与模型组相比,养心通脉方组大鼠肠道菌群泉古菌门属水平Candidatus_Nitrososphaera;放线菌门属水平Corynebacterium和厚壁菌门(乳杆菌目)属水平Lactobacillus丰度显著升高(P<0.05);阿托伐他汀钙组大鼠肠道菌群厚壁菌门属水平Lactobacillus,Gemella和Candidatus_Arthromitus丰度显著升高(P<0.05)。(2)代谢谱主成分分析(PCA)结果说明模型组与正常组完全分开,而养心通脉方组genetic drift与阿托伐他汀组与模型组部分重叠并且有靠近正常组的趋势,提示养心通脉方组和阿托伐他汀钙组能调控冠心此网站病血瘀证大鼠血浆代谢。运用正交偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)对比分析,共筛选鉴定出血清33种潜在内源性代谢物,其中1-甲基组氨酸、N-乙酰组胺、黄体酮和脱氧皮质酮有望成为冠心病血瘀证疾病模型的差异性代谢物。代谢通路分析发现,与冠心病血瘀证的形成相关的5条代谢通路分别是:组氨酸代谢、苯丙氨酸代谢、β-丙氨酸代谢、氨酰-t RNA生物合成和类固醇激素生物合成;而养心通脉方主要影响冠心病血瘀证大鼠的色氨酸代谢,精氨酸生物合成。(3)16S r RNA测序结果与LC-MS/MS结果相关性分析提示,与冠心病血瘀证高度相关的变形杆菌门Hydrogenophaga,Limnohabitans,Polaromonas菌属等与5-羟基吲哚、N-乙酰组胺和黄体酮等血浆代谢产物呈正相关(P<0.01),与L-精氨酸、高精氨酸和Boc-β-氰基-L-丙氨酸等血浆代谢产物呈负相关(P<0.01);经养心通脉方干预后与其高度相关的厚壁菌门(乳杆菌目)Lactobacillus菌属和泉古菌门Candidatus_Nitrososphaera菌属及放线菌门Corynebacterium菌属与Boc-β-氰基-L-丙氨酸、水苏碱和柚皮素等血浆代谢产物呈正相关(P<0.05),与5-羟基吲哚、N-乙酰组胺和二十二酰胺等呈负相关(P<0.05)。(4)模型组大鼠通过移植正常组和养心通脉方组粪菌后,血浆总胆固醇、低密度脂蛋白水平和血清氧化三甲胺的含量显著降低(P<0.05),变形菌门相对丰度显著降低,放线菌门Corynebacterium菌属相对丰度显著升高。结论:(1)变形菌门可能通过扰乱组氨酸代谢途径和类固醇激素生物合成途径,升高血浆代谢产物5-羟基吲哚和N-乙酰组胺,降低L-精氨酸和Boc-β-氰基-L-丙氨酸促进冠心病血瘀证。(2)养心通脉方可能通过增加厚壁菌门、泉古菌门和放线菌门中的有益菌属,调节色氨酸代谢通路中犬尿氨酸途径和精氨酸代谢通路,升高血浆代谢产物Boc-β-氰基-L-丙氨酸、水苏碱和柚皮素,降低5-羟基吲哚、N-乙酰组胺和二十二酰胺水平,减缓冠心病血瘀证的发展进程。(3)肠道菌群通过对血浆代谢物含量的调节进而影响冠心病血瘀证的发生发展,而养心通脉方可能是通过调节冠心病血瘀证大鼠肠道菌群丰度,发挥降低血清TMAO水平的作用。