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目的:
研究不同罗勒多糖醇沉部位联合紫杉醇对荷瘤小鼠生命延长率的影响,筛选出疗效最好的罗勒多糖醇沉部位并探讨其化疗增效的作用机理,为罗勒多糖作为化疗增效剂药物研发提供实验依据。
方法:
1、取成年健康雄性KM小鼠60只,适应饲养3天。建立肝癌H22荷瘤小鼠模型,实验分为6组,即模型组、紫杉醇组、紫杉醇加罗勒总多糖组、紫杉醇+30%醇沉罗勒多糖组、紫杉醇+50%醇沉罗勒多糖组、紫杉醇+80%醇沉罗勒多糖组,每组10只。每日观察各组小鼠生存状况,记录各组小鼠死亡只数。进行Kaplan-Meier生存曲线描述、生存时间Log-rank检验和生命延长率分析。
2、取成年健康雄性KM小鼠50只,适应饲养3天,建立肝癌H22荷瘤小鼠模型,实验分成5组,即正常对照组、模型组、紫杉醇组、紫杉醇+80%醇沉罗勒多糖组和80%醇沉罗勒多糖组,每组10只。
(1)末次给药后,超净工作台中采集小鼠粪便,取好的粪便,放入液氮。全程低温操作。①采用粪便DNA提取试剂盒提取粪便样本中的DNA。②PCR扩增16S rDNA V4区。③应用Illumina MiSeq技术对PCR产物进行高通量测序。④生物信息学方法对测序结果进行物种组成分析、Alpha多样性分析、Beta多样性分析及组间特定菌群差异性分析。
(2)将上述动物麻醉后,经腹主动脉取血,离心分离血清。运用色谱法检测血清中氨基酸水平。
(3)剥离小鼠皮下的瘤体,称重后计算抑瘤率。
结果:
1、罗勒总多糖+紫杉醇组、80%醇沉罗勒多糖+紫杉醇组、50%醇沉罗勒多糖+紫杉醇组、30%醇沉罗勒多糖+紫杉醇组和单用紫杉醇组相比于模型组荷瘤小鼠的生命延长率分别为35.93%、64.90%、46.02%、40.38%和18.42%。80%醇沉罗勒多糖和紫杉醇联合应用相比较于其他各用药组对荷瘤小鼠生存率有明显延长作用,具有疗效优势。
2、通过16S rRNA测序所得数据分析,①物种组成分析显示,紫杉醇+80%醇沉罗勒多糖干预以及80%醇沉罗勒多糖干预后细菌属数目有所增加。不同组样本门水平群落组成分布不同。与正常组相比,模型组中拟杆菌门群落丰度所占比例有所增加(44.47%增加至54.36%),厚壁菌门相对丰度由51.7%减少至44.07%,紫杉醇干预以及紫杉醇联合80%醇沉罗勒多糖干预后可调节上述两者的丰度,使其趋于正常丰度水平。与正常组相比,模型组中脱铁杆菌门相对丰度由1.19%减少至0.18%,变形菌门相对丰度由1.31%减少至0.51%;80%醇沉罗勒多糖干预后可增加脱铁杆菌门和变形菌门的比例,紫杉醇联合80%醇沉罗勒多糖干预还可显著增加疣微(Verrucomicrobiota)比例。②Alpha多样性分析显示,与正常组相比,模型组Shannon指数显著性降低,说明肿瘤模型导致群落多样性下降。与模型组相比,紫杉醇单独干预以及紫杉醇联合80%醇沉罗勒多糖干预均能够显著提高门水平群落多样性;80%醇沉罗勒多糖单独干预具有增加门水平群落多样性的趋势,但是统计学无显著性差异。其中紫杉醇联合80%醇沉罗勒多糖组较单纯紫杉醇组和80%醇沉罗勒多糖组群落多样性增加明显。③组间特定菌群差异性分析显示,在属水平上模型组与正常组之间鉴定出差异菌属共8个,模型组相对丰度均显著降低。与模型组相比,紫杉醇干预后的差异菌属数为4个;80%醇沉罗勒多糖干预后的差异菌属有2个;紫杉醇联合80%醇沉罗勒多糖干预后的差异菌属有4个。进一步选取丰度排名前50的属进行聚类分析,由热图结果发现80%醇沉罗勒多糖干预及其80%醇沉罗勒多糖联合紫杉醇干预的粪便菌群与正常组相似,其中80%醇沉罗勒多糖联合紫杉醇对模型小鼠的调节作用较大,趋近于正常组;而紫杉醇组和模型组更为相似,表明紫杉醇对模型小鼠的调节作用较小。
3、共检测到24种氨基酸及其代谢产物。肝癌H22模型组与正常组比较,有7种氨基酸水平发生明显变化。其中升高的分别为酪氨酸(Tyr)、乙醇胺(EOHNH2)和精氨酸(Arg);降低的分别为丝氨酸(Ser)、半胱氨酸(Cys)、蛋氨酸(Met)和牛磺酸(TAU)。另外异亮氨酸(Lle)的水平有增加的趋势,甘氨酸(Gly)的水平有下降趋势,但均没有显著性差异。经紫杉醇、80%醇沉罗勒多糖及紫杉醇联合80%醇沉罗勒多糖干预后,酪氨酸(Tyr)、乙醇胺(EOHNH2)和精氨酸(Arg)含量下降,而丝氨酸(Ser)、半胱氨酸(Cys)、蛋氨酸(Met)和牛磺酸(TAU)含量升高,其中紫杉醇联合80%醇沉罗勒多糖组调节作用最大。
4、各治疗组瘤重与模型组比较均减小,其中紫杉醇联合80%醇沉罗勒多糖组瘤重减小有显著性差异(p<0.01);另外,紫杉醇联合80%醇沉罗勒多糖组与紫杉醇组比较瘤重亦有减小趋势(p<0.05)。
结论:
1、紫杉醇联合80%醇沉罗勒多糖组可以显著延长荷瘤小鼠的平均生存天数和提高生命延长率,80%醇沉罗勒多糖是活性最好的部位。
2、罗勒多糖联合紫杉醇可通过调节荷瘤鼠肠道微环境,改善小鼠肠道菌群的丰度和多样性;通过调节体内氨基酸水平,增强紫衫醇对肿瘤细胞的抑制,达到化疗增效的作用。调节小鼠肠道微环境及氨基酸代谢,可能是罗勒多糖联合紫杉醇增效作用的重要机制之一。
研究不同罗勒多糖醇沉部位联合紫杉醇对荷瘤小鼠生命延长率的影响,筛选出疗效最好的罗勒多糖醇沉部位并探讨其化疗增效的作用机理,为罗勒多糖作为化疗增效剂药物研发提供实验依据。
方法:
1、取成年健康雄性KM小鼠60只,适应饲养3天。建立肝癌H22荷瘤小鼠模型,实验分为6组,即模型组、紫杉醇组、紫杉醇加罗勒总多糖组、紫杉醇+30%醇沉罗勒多糖组、紫杉醇+50%醇沉罗勒多糖组、紫杉醇+80%醇沉罗勒多糖组,每组10只。每日观察各组小鼠生存状况,记录各组小鼠死亡只数。进行Kaplan-Meier生存曲线描述、生存时间Log-rank检验和生命延长率分析。
2、取成年健康雄性KM小鼠50只,适应饲养3天,建立肝癌H22荷瘤小鼠模型,实验分成5组,即正常对照组、模型组、紫杉醇组、紫杉醇+80%醇沉罗勒多糖组和80%醇沉罗勒多糖组,每组10只。
(1)末次给药后,超净工作台中采集小鼠粪便,取好的粪便,放入液氮。全程低温操作。①采用粪便DNA提取试剂盒提取粪便样本中的DNA。②PCR扩增16S rDNA V4区。③应用Illumina MiSeq技术对PCR产物进行高通量测序。④生物信息学方法对测序结果进行物种组成分析、Alpha多样性分析、Beta多样性分析及组间特定菌群差异性分析。
(2)将上述动物麻醉后,经腹主动脉取血,离心分离血清。运用色谱法检测血清中氨基酸水平。
(3)剥离小鼠皮下的瘤体,称重后计算抑瘤率。
结果:
1、罗勒总多糖+紫杉醇组、80%醇沉罗勒多糖+紫杉醇组、50%醇沉罗勒多糖+紫杉醇组、30%醇沉罗勒多糖+紫杉醇组和单用紫杉醇组相比于模型组荷瘤小鼠的生命延长率分别为35.93%、64.90%、46.02%、40.38%和18.42%。80%醇沉罗勒多糖和紫杉醇联合应用相比较于其他各用药组对荷瘤小鼠生存率有明显延长作用,具有疗效优势。
2、通过16S rRNA测序所得数据分析,①物种组成分析显示,紫杉醇+80%醇沉罗勒多糖干预以及80%醇沉罗勒多糖干预后细菌属数目有所增加。不同组样本门水平群落组成分布不同。与正常组相比,模型组中拟杆菌门群落丰度所占比例有所增加(44.47%增加至54.36%),厚壁菌门相对丰度由51.7%减少至44.07%,紫杉醇干预以及紫杉醇联合80%醇沉罗勒多糖干预后可调节上述两者的丰度,使其趋于正常丰度水平。与正常组相比,模型组中脱铁杆菌门相对丰度由1.19%减少至0.18%,变形菌门相对丰度由1.31%减少至0.51%;80%醇沉罗勒多糖干预后可增加脱铁杆菌门和变形菌门的比例,紫杉醇联合80%醇沉罗勒多糖干预还可显著增加疣微(Verrucomicrobiota)比例。②Alpha多样性分析显示,与正常组相比,模型组Shannon指数显著性降低,说明肿瘤模型导致群落多样性下降。与模型组相比,紫杉醇单独干预以及紫杉醇联合80%醇沉罗勒多糖干预均能够显著提高门水平群落多样性;80%醇沉罗勒多糖单独干预具有增加门水平群落多样性的趋势,但是统计学无显著性差异。其中紫杉醇联合80%醇沉罗勒多糖组较单纯紫杉醇组和80%醇沉罗勒多糖组群落多样性增加明显。③组间特定菌群差异性分析显示,在属水平上模型组与正常组之间鉴定出差异菌属共8个,模型组相对丰度均显著降低。与模型组相比,紫杉醇干预后的差异菌属数为4个;80%醇沉罗勒多糖干预后的差异菌属有2个;紫杉醇联合80%醇沉罗勒多糖干预后的差异菌属有4个。进一步选取丰度排名前50的属进行聚类分析,由热图结果发现80%醇沉罗勒多糖干预及其80%醇沉罗勒多糖联合紫杉醇干预的粪便菌群与正常组相似,其中80%醇沉罗勒多糖联合紫杉醇对模型小鼠的调节作用较大,趋近于正常组;而紫杉醇组和模型组更为相似,表明紫杉醇对模型小鼠的调节作用较小。
3、共检测到24种氨基酸及其代谢产物。肝癌H22模型组与正常组比较,有7种氨基酸水平发生明显变化。其中升高的分别为酪氨酸(Tyr)、乙醇胺(EOHNH2)和精氨酸(Arg);降低的分别为丝氨酸(Ser)、半胱氨酸(Cys)、蛋氨酸(Met)和牛磺酸(TAU)。另外异亮氨酸(Lle)的水平有增加的趋势,甘氨酸(Gly)的水平有下降趋势,但均没有显著性差异。经紫杉醇、80%醇沉罗勒多糖及紫杉醇联合80%醇沉罗勒多糖干预后,酪氨酸(Tyr)、乙醇胺(EOHNH2)和精氨酸(Arg)含量下降,而丝氨酸(Ser)、半胱氨酸(Cys)、蛋氨酸(Met)和牛磺酸(TAU)含量升高,其中紫杉醇联合80%醇沉罗勒多糖组调节作用最大。
4、各治疗组瘤重与模型组比较均减小,其中紫杉醇联合80%醇沉罗勒多糖组瘤重减小有显著性差异(p<0.01);另外,紫杉醇联合80%醇沉罗勒多糖组与紫杉醇组比较瘤重亦有减小趋势(p<0.05)。
结论:
1、紫杉醇联合80%醇沉罗勒多糖组可以显著延长荷瘤小鼠的平均生存天数和提高生命延长率,80%醇沉罗勒多糖是活性最好的部位。
2、罗勒多糖联合紫杉醇可通过调节荷瘤鼠肠道微环境,改善小鼠肠道菌群的丰度和多样性;通过调节体内氨基酸水平,增强紫衫醇对肿瘤细胞的抑制,达到化疗增效的作用。调节小鼠肠道微环境及氨基酸代谢,可能是罗勒多糖联合紫杉醇增效作用的重要机制之一。