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抗生素诱导菌群紊乱对幼年小鼠胃肠神经结构和功能的影响

张宏伟, 王宝西

空军军医大学唐都医院

目的: 通过抗生素诱导幼年小鼠肠道菌群紊乱,分别从整体水平观察小鼠的胃肠动力及结肠动力改变,组织水平评估小鼠结肠平滑肌的机械电生理特征,细胞水平观察结肠肠神经系统的变化,探讨幼年时期肠道菌群对维持结肠肠神经系统结构和功能完整的重要性。
方法: 3周龄雄性Balb/c小鼠灌胃14天诱导肠道菌群紊乱,通过Elisa试剂盒检测血清及结肠组织5-HT水平,通过全胃肠道传输时间,排珠试验,排便频率和近端结肠环受拉伸引起的蠕动收缩反应来评价肠动力的变化。免疫组织化学和Western blot检测ENS结构的改变。
结果: 抗生素诱导菌群紊乱的幼年小鼠胃肠道传输时间及排珠时间明显延长(98.4±10.29 vs 253.5 ± 6.888, P<0.01;61.1 ± 4.701 vs 165.4 ± 7.06, P<0.01, n=10),排便频率降低(18.9±1.354 vs 14.8±0.9286,P<0.05,n=10),血清及组织5-HT水平明显降低(8.596±0.6625 vs 5.583±0.4353; 5.183±0.4232 vs 4.072±0.2668),并且菌群失调导致肠神经胶质细胞网络结构紊乱,肠神经元数目减少,结肠兴奋性与抑制性肠神经元比例发生改变,胃肠道cajal间质细胞和PDGFRα+细胞结构同样发生改变,5-HT4受体在肌间神经丛的表达也显示出差异,激活5-HT4受体途径可部分改善结肠的蠕动收缩功能。
结论: 幼年小鼠肠道菌群的正常定植对于维持结肠肠神经系统的稳态起着十分关键的作用,而且这种作用可能是通过确保肠道正常的5-HT代谢实现的。