酪酸梭菌通过影响肠道微生物群对急性胰腺炎时胰腺腺泡细胞自噬的作用及机制研究

目的:急性胰腺炎(Severe acute pancreatitis,AP)时肠粘膜易受侵犯,引发肠道屏障功能障碍及肠道菌群移位,移位的菌群及其代谢产物会影响胰腺自噬活性,加重胰腺损伤。胰腺基础自噬通过降解衰老损伤的细胞与细胞器以维持机体稳态与新陈代谢,自噬受损可导致胰腺损伤。酪酸梭菌(Clostridium butyricum,CB)作为一种寄生于宿主肠道并与宿主长期共生的厌氧菌,其对酸、碱、高温、抗生素等都有很强的耐受性,可上调益生菌、下调致病菌。其代谢产物丁酸盐可帮助修复肠上皮黏膜,抑制肠道通透性,还可以通过营造酸性、缺氧肠道环境减少大肠杆菌、肠球菌等机会致病菌的定植,从而减轻肠道及胰腺的损伤。本次实验旨在探索急性胰腺炎时,酪酸梭菌对胰腺自噬的作用及可能机制。方法:1.建立动物模型:将32只SPF级Sprague-Dawley大鼠通过随机数表法分成4组:(1)空白组(Control groumedical philosophyp,CON组):6只,生理盐水灌胃10日后,仅翻动腹腔后关腹;(2)对照组(Normal saline group,NS组):6只,生理盐水灌胃10日后,用生理盐水沿胰胆管逆行注射建立对照;(3)急性胰腺炎组(Acute pancreatitis group,AP组):10只,生理盐水灌胃10日后,用5%牛磺胆酸钠沿胰胆管逆行注射建selleckchem 3-Methyladenine立模型;(4)急性胰腺炎酪酸梭菌干预组(AP+Clostridium butyricum group,AP+CB组):10只,酪酸梭菌悬浊液灌胃10日后,用5%牛磺胆酸钠沿胰胆管逆行注射建模。2.取材:建模24h后取材,开腹前常规备皮、碘伏消毒、铺单后,沿切口逐层打开腹腔后,延长切口,取大鼠腹主动脉血、胰腺组织、回肠组织与盲肠粪便。3.检测指标:根据大鼠术后状态及胰腺大体表现,结合血淀粉酶和胰腺组织病理以评估胰腺损伤情况;根据回肠大体表现,结合内毒素(ET)含量、回肠组织病理、回肠绒毛高度和隐窝深度以评估肠粘膜损伤情况;透射电镜下观察胰腺的自噬泡大小与数目以评估胰腺自噬情况;用酶联免疫吸附法检测血TNF-α、IL-1β、IL-10以评估全身炎症情况;用免疫组化法检测LC3和p62在胰腺腺泡细胞中的表达情况;通过16s rRNA检测肠道菌群的数目及结构。结果:1.AP组的血淀粉酶含量较CON组与NS组明显增加(P<0.05),光镜下胰腺损伤明显,提示建模成功。经过酪酸梭菌处理,AP+CB组较AP组损伤明显减轻(P<0.05),较CON组损伤加重(P<0.05)。2.AP组的血ET含量较CON组与NS组明显增加,光镜下回肠损伤明显,回肠绒毛高度降低明显(P<0.05),经过酪酸梭菌处理,AP+CB组ET含量较AP组明显减少(P<0.05),绒毛高度明显增加(P<0.05)。3.AP组的血TNF-α、IL-6含量较CON组与NS组明显增加(P<0.05),经过酪酸梭菌处理,AP+CB组较AP组明显减少(P<0.05)。4.AP组的血IL-1β含量较CON组与NS组明显降低(P<0.05),经过酪酸梭菌处理,AP+CB组较AP组明显增多(P<0.0Enasidenib小鼠5)。5.AP组LC3与p62含量较CON组与NS组明显增加(P<0.05),经过酪酸梭菌处理,AP+CB组较AP组明显减少(P<0.05)。6.电镜下观察发现AP组胰腺自噬泡较CON组与NS组明显增加(P<0.05),经过酪酸梭菌处理,AP+CB组较AP组明显减少(P<0.05)。7.16s rRNA发现经过酪酸梭菌处理,AP+CB组致病菌较AP组明显减少(P<0.05),益生菌明显增加(P<0.05)。结论:1.给予酪酸梭菌后较AP组肠道菌群丰度增加,菌群多样性增加肠道,有益菌群增多,有害菌群减少,回肠肠道黏膜损伤减轻,肠道通透性降低,大鼠体重增加,考虑酪酸梭菌可以通过调节肠道菌群结构来保护肠道免受损伤。2.AP时,ET含量增多,炎症因子TNF-α和IL-β等促炎因子大量释放,IL-10等抑炎因子减少,导致胰腺和肠粘膜有不同程度的受损,考虑酪酸梭菌的干预可在一定程度上抑制促炎介质的释放,并通过增加抑炎因子的释放来减轻胰腺损伤。3.AP时,可见胰腺LC3与p62水平升高,自噬空泡增多,酪酸梭菌干预后可在一定程度上逆转自噬损伤,考虑酪酸梭菌可以通过调节肠道菌群增强胰腺腺泡细胞自噬。