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目的:肠道菌群对大熊猫健康的重要性日益被人们所重视,研究发现肠道微生物与肠道疾病之间存在必然联系。益生菌(Probiotics)是一类可维持宿主肠道内菌群微生态平衡、有益于宿主生理功能及健康的微生物。大熊猫源枯草芽孢杆菌HH2(Bacillus subtilis HH2)能够分泌多种抗菌物质和平衡肠道微生态,并认为在大熊猫肠道内可发挥益生菌功能。为了探讨益生菌、肠道疾病与肠道菌群之间的关系,为大熊猫微生态制剂提供重要的理论依据,本研究使用5%的2,4,6-三硝基苯磺酸(2,4,6-trinitrobenzenesulfonic acid,TNBS)诱导肠道菌群大熊猫源化兔的结肠炎,探究B.subtilis HH2在结肠炎中发生的作用与可能的机制。方法:1、为构建肠道菌群大熊猫源化兔模型,采集8只健康成年大熊猫新鲜粪便样品制成大熊猫混合粪便悬液。21只新西兰大白兔随机分为对照组与试验组,对照组兔每天灌喂无菌生理盐水,试验组兔每天灌喂大熊猫粪便悬液,在连续灌服的第15d、25d,分别收集两组兔粪便,提取各组粪便菌群DNA,利用16S rRNA测序技术检测试验组和对照组兔肠道菌群的变化和定植状况。2、肠道菌群大熊猫源化兔模型构建成功后,将兔随机分为四组,采用5%的TNBS诱导大熊猫源化兔的急性结肠炎,观察兔的临床症状,并进行疾病活动指数评分。3、造模成功后,除正常组和模型组外,其余两组分别用美沙拉嗪缓释颗粒和B.subtilis HH2对结肠炎兔进行干预。结肠组织HE染色并进行组织病理学评分;Western blot分析claudin-1、occludin、ZO-1的表达水平,ELISA检测兔血清中TNF-α、IL-10、MPO的含量,RT-qPCR 测定结肠组织中 TNF-α、IL-1β、IL-10 和 claudin-1、occludin、ZO-1 的 mRNA表达,16S rRNA高通量测序分析B.subtilis HH2对大熊猫源化兔肠道菌群结构及其多样性的影响。结果:(1)肠道菌群大熊猫源化兔模型构建成功通过16S rRNA测序分析发现,连续移植粪便时间为25d的兔粪便菌群的组间相似性显著高于连续移植时间为15d的兔粪便菌群。兔肠道菌群与大熊猫肠道菌群亲缘关系较近,且在门水平上菌群平均丰度相似性达50%以上。聚类结果显示,在门水平的物种相对丰度上,大熊猫肠道内的厚壁菌门、变形杆菌门、拟杆菌门、放线菌门能在试验组兔肠道内定植。(2)枯草芽孢杆菌HH2对肠道菌群大熊猫源化兔结肠炎的治疗保护作用①造模第1天后,TNBS模型组的兔体重明显下降(P<0.001),出现腹泻,血便,肛周污秽。灌服B.subtilis HH2后的第1天,兔粪便稀溏或不成形,体重下降,但B.subtilis HH2干预2天后,腹泻与血便减轻,体重逐渐上升。②造模结束时TNBS模型组DAI评分达到5.0±4.43,显著高于对照组(P<0.01),灌服B.subtilis HH2的兔DAI评分低于TNBS模型组,差异无统计学意义;与TNBS模型组相比,兔结肠组织病理学评分显著降低(P<0.05);③兔血清的ELISA检测结果:与对照组相比,TNBS模型组的兔TNF-α、MPO浓度极显著增加(P<0.01),IL-10浓度显著降低(P<0.05),灌服B.subtilis HH2 的兔血清TNF-α、MPO浓度显著降低(P<0.05);④兔结肠组织mRNA表达水平:与TNBS模型组相比灌服B.subtilis HH2的兔IL-1β显著下调,IL-10、occludin显著上调(P<0.05);⑤兔结肠肠上皮细胞紧密连接蛋白表达水平:与对照组相比,TNBS模型组Western blot结果显示ZO-1,occludin蛋白表达极显著降低(P<0.01),claudin-1表达显著减少(P<0.05)。灌服B.subtilis HH2的兔occludin蛋白表达显著增加(P<0.05)⑥16SrRNA分析肠道菌群变化:与TNBS模型组相比,灌服B.subtilis HH2的兔observed species显著增加(P<0.05)。经B.subtilis HH2灌喂的兔瘤胃球菌科和双歧杆菌科的相对丰度也有增加。结论:(1)移植大熊猫粪便兔肠道菌群在门水平上的平均丰度相似性在50%以上,聚类结果表明两者肠道的菌群亲缘关系较近,相似度高,移植组兔能较好模拟大熊猫肠道的微生物菌群环境。(2)B.subtilis HH2通过调节上皮细胞紧密连接蛋白的表达降低肠道屏障受损水平,保护肠黏膜及深层组织不受有害物质入侵,同时增加组织中抗炎因子IL-10的表达,进而达到对TNBS诱导的熊猫源化兔结肠炎的治疗作用。