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【研究背景与目的】
慢性阻塞性肺疾病(COPD)是一种以气流受限不完全可逆为特征的呼吸系统疾病。有文献报道，COPD患者较健康人群更易出现营养不良的表现，且患者体重指数与预后呈现负相关关系。国内外关于慢阻肺患者营养不良的研究表明：慢阻肺患者营养不良的发生率约为50%，表现为体重减轻，营养不良患者将同时出现肺功能下降、活动能力减低等，严重影响患者的生存质量和寿命；改善慢阻肺营养不良有利于改善预后。为了帮助COPD患者提高营养状况，我们首先需明确慢阻肺患者营养不良的发生机制。
人体的消化系统包含肝、脾、胃、小肠、大肠等脏器，它们具有消化、吸收营养物质的作用。人体的消化系统功能紊乱会引起消化和吸收营养物质的能力减弱，从而引起营养不良。Akimova等发现：在中、重度慢阻肺患者中，小肠对脂肪、蛋白质和碳水化合物的吸收能力下降，随着病情的进展，吸收能力的下降进一步加重，且其功能恢复的潜能也降低。提示：消化和吸收功能障碍可影响慢阻肺患者的营养状态。
COPD患者消化和吸收功能障碍的机制尚不清楚，现已知呼吸困难通过交感神经兴奋-内脏血管收缩、血流供应减少可影响消化吸收功能。然而COPD是一种全身性炎症性疾病，那么是否全身炎症反应可以导致消化道结构的改变，进而导致消化吸收功能障碍呢？
肠道菌群指的是肠道内所含有细菌的集合。现在的观点认为肠道菌群是一个器官、它重达1.5-2Kg,占人体体重的3-4%，如人体的其他器官一样发挥着功能。已知肠道菌群在保护肠道结构，改善人体营养方面具有重要意义。在许多的炎症性呼吸道疾病，包括慢性支气管炎、哮喘等，已发现肠道菌群紊乱。然而慢阻肺是否存在肠道菌群紊乱，相关研究开展的并不多。
CasitasB谱系淋巴瘤原癌基因-b(Casitas B-lineage lymphoma(Cbl)-b,Cbl-b)基因基因可以编码E3泛素蛋白连接酶，该酶通过将泛素从E2泛素结合酶转移到基质上来促进蛋白体介导的蛋白质降解。我们的前期研究表明，通过体内和体外模型，香烟能够使Cbl-b蛋白表达上调，而吸烟是COPD最主要的危险因素。TejPratapSingh等专家也发现Cbl-b-/-老鼠在经过紫外线刺激后，皮肤的慢性炎症反应较对照组较弱，这可能与阻止炎症相关通路激活有关。由此可以看出敲除Cbl-b基因与抑制炎症密切相关。而慢性阻塞性肺疾病也是一种全身炎症性疾病，Cbl-b基因可能成为治疗COPD营养不良的新靶点。
本研究旨在探究COPD动物模型中肠道菌群的变化及其与消化道病理改变与营养不良的关系，并观察敲除Cbl-b基因后慢阻肺动物模型肠道菌群与营养状况的变化，进一步丰富对COPD营养不良发病机制的了解。
【研究方法】
一、烟草烟雾诱导的慢阻肺大鼠模型消化道病理改变
采用烟草烟雾处理的方法建立大鼠COPD模型。建模结束时，用BUXCO肺功能仪检测肺功能；肺组织切片进行H&E染色评判肺组织病理改变；对大鼠支气管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid,BALF)进行白细胞分类计数，并通过ELISA法检测BALF中炎症因子，评估大鼠肺部炎症水平；取大鼠胃、小肠、肝、脾制作组织切片，行H&E染色，判断消化道病理改变。
二、烟草烟雾诱导的COPD小鼠肠道菌群及肠道病理改变的影响
采用烟草烟雾处理的方法建立小鼠COPD模型。建模结束时，用BUXCO肺功能仪检测肺功能；对小鼠支气管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid,BALF)进行白细胞分类计数，评估小鼠肺部炎症水平；取小鼠胃、小肠、肝、脾制作组织切片，行H&E染色，判断肠病理改变。取小鼠粪便，进行宏基因组测序，进行信息分析。
三、Cbl-b对烟草烟雾诱导的COPD小鼠肠道菌群及肠道病理改变的影响
采用烟草烟雾处理的方法建立Cbl-b基因敲除小鼠COPD模型。建模结束时，用BUXCO肺功能仪检测肺功能；对小鼠支气管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid,BALF)进行白细胞分类计数，评估小鼠肺部炎症水平；取小鼠胃、小肠、肝、脾制作组织切片，行H&E染色，判断肠病理改变。取小鼠粪便，进行宏基因组测序，进行信息分析。
【研究结果】
一、烟草烟雾诱导的慢阻肺大鼠模型消化道病理改变
1、烟草烟雾暴露可诱导大鼠肝脏肝小叶中央小静脉稍充血，伴炎症细胞浸润，肝细胞轻度水肿
2、烟草烟雾暴露可诱导大鼠脾脏出现少量淤血
3、烟草烟雾暴露可诱导大鼠胃黏膜出现轻度糜烂。
4、烟草烟雾暴露可诱导大鼠小肠黏膜萎缩伴少量炎症细胞浸润。
二、烟草烟雾诱导的COPD小鼠肠道菌群及肠道病理改变的影响
1、烟草烟雾诱导的慢阻肺模型肠道菌群的生物多样性发生了改变。
2、在烟草烟雾的处理下，小鼠的肠道菌群功能通路也发生改变。
其中代谢相关通路改变较大，如改变了嘌呤代谢、嘧啶代谢、氨基糖和核苷酸糖代谢、淀粉与蔗糖的代谢、糖酵解/糖异生等，形成了更广泛的代谢途径。
3、熏烟后，慢阻肺小鼠模型肠道炎症加强。
三、Cbl-b对烟草烟雾诱导的COPD小鼠肠道菌群及肠道病理改变的影响
1、Cbl-b基因敲除烟草烟雾诱导的慢阻肺模型肠道菌群的生物多样性进一步发生了改变。
2、敲除Cbl-b基因后，烟草烟雾诱导的慢阻肺小鼠模型小肠炎症进一步增强。
【研究结论】
1、烟草烟雾诱导的慢阻肺大鼠出现肝脏肝小叶中央小静脉稍充血、伴炎症细胞浸润、肝细胞轻度水肿；脾脏少量淤血；大鼠胃黏膜轻度糜烂；小肠黏膜萎缩伴少量炎症细胞浸润等消化道器官的炎症性病理改变。
2、长期烟草烟雾暴露可导致小鼠肺部慢性炎症、肺气肿和肺功能下降等慢阻肺肺部表现以及体重降低等肺外表现。慢阻肺体重减低的机制可能是由于肠道菌群的改变、细菌性炎症反应加强从而导致肠道炎症反应增强。
3、敲除Cbl-b基因可能引起进一步的慢性肺部炎症增强，肺功能下降。并且引起肠道菌群改变、导致肠道炎症进一步加重。
慢性阻塞性肺疾病(COPD)是一种以气流受限不完全可逆为特征的呼吸系统疾病。有文献报道，COPD患者较健康人群更易出现营养不良的表现，且患者体重指数与预后呈现负相关关系。国内外关于慢阻肺患者营养不良的研究表明：慢阻肺患者营养不良的发生率约为50%，表现为体重减轻，营养不良患者将同时出现肺功能下降、活动能力减低等，严重影响患者的生存质量和寿命；改善慢阻肺营养不良有利于改善预后。为了帮助COPD患者提高营养状况，我们首先需明确慢阻肺患者营养不良的发生机制。
人体的消化系统包含肝、脾、胃、小肠、大肠等脏器，它们具有消化、吸收营养物质的作用。人体的消化系统功能紊乱会引起消化和吸收营养物质的能力减弱，从而引起营养不良。Akimova等发现：在中、重度慢阻肺患者中，小肠对脂肪、蛋白质和碳水化合物的吸收能力下降，随着病情的进展，吸收能力的下降进一步加重，且其功能恢复的潜能也降低。提示：消化和吸收功能障碍可影响慢阻肺患者的营养状态。
COPD患者消化和吸收功能障碍的机制尚不清楚，现已知呼吸困难通过交感神经兴奋-内脏血管收缩、血流供应减少可影响消化吸收功能。然而COPD是一种全身性炎症性疾病，那么是否全身炎症反应可以导致消化道结构的改变，进而导致消化吸收功能障碍呢？
肠道菌群指的是肠道内所含有细菌的集合。现在的观点认为肠道菌群是一个器官、它重达1.5-2Kg,占人体体重的3-4%，如人体的其他器官一样发挥着功能。已知肠道菌群在保护肠道结构，改善人体营养方面具有重要意义。在许多的炎症性呼吸道疾病，包括慢性支气管炎、哮喘等，已发现肠道菌群紊乱。然而慢阻肺是否存在肠道菌群紊乱，相关研究开展的并不多。
CasitasB谱系淋巴瘤原癌基因-b(Casitas B-lineage lymphoma(Cbl)-b,Cbl-b)基因基因可以编码E3泛素蛋白连接酶，该酶通过将泛素从E2泛素结合酶转移到基质上来促进蛋白体介导的蛋白质降解。我们的前期研究表明，通过体内和体外模型，香烟能够使Cbl-b蛋白表达上调，而吸烟是COPD最主要的危险因素。TejPratapSingh等专家也发现Cbl-b-/-老鼠在经过紫外线刺激后，皮肤的慢性炎症反应较对照组较弱，这可能与阻止炎症相关通路激活有关。由此可以看出敲除Cbl-b基因与抑制炎症密切相关。而慢性阻塞性肺疾病也是一种全身炎症性疾病，Cbl-b基因可能成为治疗COPD营养不良的新靶点。
本研究旨在探究COPD动物模型中肠道菌群的变化及其与消化道病理改变与营养不良的关系，并观察敲除Cbl-b基因后慢阻肺动物模型肠道菌群与营养状况的变化，进一步丰富对COPD营养不良发病机制的了解。
【研究方法】
一、烟草烟雾诱导的慢阻肺大鼠模型消化道病理改变
采用烟草烟雾处理的方法建立大鼠COPD模型。建模结束时，用BUXCO肺功能仪检测肺功能；肺组织切片进行H&E染色评判肺组织病理改变；对大鼠支气管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid,BALF)进行白细胞分类计数，并通过ELISA法检测BALF中炎症因子，评估大鼠肺部炎症水平；取大鼠胃、小肠、肝、脾制作组织切片，行H&E染色，判断消化道病理改变。
二、烟草烟雾诱导的COPD小鼠肠道菌群及肠道病理改变的影响
采用烟草烟雾处理的方法建立小鼠COPD模型。建模结束时，用BUXCO肺功能仪检测肺功能；对小鼠支气管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid,BALF)进行白细胞分类计数，评估小鼠肺部炎症水平；取小鼠胃、小肠、肝、脾制作组织切片，行H&E染色，判断肠病理改变。取小鼠粪便，进行宏基因组测序，进行信息分析。
三、Cbl-b对烟草烟雾诱导的COPD小鼠肠道菌群及肠道病理改变的影响
采用烟草烟雾处理的方法建立Cbl-b基因敲除小鼠COPD模型。建模结束时，用BUXCO肺功能仪检测肺功能；对小鼠支气管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid,BALF)进行白细胞分类计数，评估小鼠肺部炎症水平；取小鼠胃、小肠、肝、脾制作组织切片，行H&E染色，判断肠病理改变。取小鼠粪便，进行宏基因组测序，进行信息分析。
【研究结果】
一、烟草烟雾诱导的慢阻肺大鼠模型消化道病理改变
1、烟草烟雾暴露可诱导大鼠肝脏肝小叶中央小静脉稍充血，伴炎症细胞浸润，肝细胞轻度水肿
2、烟草烟雾暴露可诱导大鼠脾脏出现少量淤血
3、烟草烟雾暴露可诱导大鼠胃黏膜出现轻度糜烂。
4、烟草烟雾暴露可诱导大鼠小肠黏膜萎缩伴少量炎症细胞浸润。
二、烟草烟雾诱导的COPD小鼠肠道菌群及肠道病理改变的影响
1、烟草烟雾诱导的慢阻肺模型肠道菌群的生物多样性发生了改变。
2、在烟草烟雾的处理下，小鼠的肠道菌群功能通路也发生改变。
其中代谢相关通路改变较大，如改变了嘌呤代谢、嘧啶代谢、氨基糖和核苷酸糖代谢、淀粉与蔗糖的代谢、糖酵解/糖异生等，形成了更广泛的代谢途径。
3、熏烟后，慢阻肺小鼠模型肠道炎症加强。
三、Cbl-b对烟草烟雾诱导的COPD小鼠肠道菌群及肠道病理改变的影响
1、Cbl-b基因敲除烟草烟雾诱导的慢阻肺模型肠道菌群的生物多样性进一步发生了改变。
2、敲除Cbl-b基因后，烟草烟雾诱导的慢阻肺小鼠模型小肠炎症进一步增强。
【研究结论】
1、烟草烟雾诱导的慢阻肺大鼠出现肝脏肝小叶中央小静脉稍充血、伴炎症细胞浸润、肝细胞轻度水肿；脾脏少量淤血；大鼠胃黏膜轻度糜烂；小肠黏膜萎缩伴少量炎症细胞浸润等消化道器官的炎症性病理改变。
2、长期烟草烟雾暴露可导致小鼠肺部慢性炎症、肺气肿和肺功能下降等慢阻肺肺部表现以及体重降低等肺外表现。慢阻肺体重减低的机制可能是由于肠道菌群的改变、细菌性炎症反应加强从而导致肠道炎症反应增强。
3、敲除Cbl-b基因可能引起进一步的慢性肺部炎症增强，肺功能下降。并且引起肠道菌群改变、导致肠道炎症进一步加重。