持续低氧条件下大鼠肠道微生物变化及其与心肌损伤的关联研究

作者：王珍; 周亚洲; 王立坤; 黄自然; 常宇骁; 侯凤仪; 张欢; 凌慧; 孙一凡; 谭亚芳; 杨瑞馥; 毕玉晶^*; 潘志远^*

来源：微生物学报, 2023, 63(08): 3054-3067.

DOI：10.13343/j.cnki.wsxb.20220862

• 常压低氧
• 病理性心肌肥厚
• 器官指数
• 肠道微生物
• 脑钠肽
• 肌球蛋白重链

【目的】研究持续性常压低氧对大鼠肠道微生物的影响，并分析其与低氧性心肌肥厚的关联性。【方法】雌性无特异性病原体(specific-pathogen-free, SPF)级SD (Sprague-Dawley)大鼠，按随机数字表法分为2组：常氧组和低氧组。实验开始后，低氧组大鼠置于低氧舱中，氧气浓度设定为10%，持续暴露30 d，常氧组大鼠正常条件饲养。每天记录大鼠体重，并于低氧前(0 d)和低氧后(30 d)分别收集粪便进行16S rRNA基因扩增子测序，测定肠道微生物组的变化。实验结束后进行血常规、血生化和器官指数分析；采用实时定量聚合酶链式反应(quantitativereal-time polymerasechainreaction,qRT-PCR)检测右心室组织中4种分子标志物心房利钠肽基因(atrial natriureticpeptide,ANP)、脑钠肽基因(brainnatriureticpeptide,BNP)、心肌肌球蛋白重链6基因(myosin heavy chain 6, Myh6)、心肌肌球蛋白重链7基因(myosin heavy chain 7, Myh7)的mRNA表达；并在肠道微生物组和各类指标之间进行Spearman关联分析。【结果】低氧大鼠体重降低，红细胞数量、红细胞比容、血红蛋白浓度均明显升高。低氧大鼠右心指数显著升高，血清肌酸激酶(creatine kinase, CK)和乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase, LDH)活性增高，BNP和Myh7的表达显著升高而Myh6的表达降低，表明低氧导致大鼠心肌损伤并发生了右心室病理性肥厚。低氧改变了大鼠肠道微生物的α多样性和β多样性；线性判别分析效应大小(lineardiscriminantanalysis effectsize,LEfSe)分析结果提示常氧组大鼠的普雷沃氏菌科(Prevotellaceae)和毛螺菌科(Lachnospiraceae)相对丰度较高，而低氧组大鼠的乳酸杆菌科(Lactobacilliaceae)和乳杆菌属(Lactobacillus)相对丰度较高。LDH与摩根菌属(Monoglobus)和帕鲁迪杆菌(Papillibacter)正相关，与苜蓿科(Defluviitaleaceae＿UCG-011)负相关；CK与菌株RF39正相关；Myh6的表达量与Prevotellaceae＿NK3B31＿group和幽门螺杆菌(Helicobacter)正相关；BNP的表达量与瘤胃球菌科(Ruminococcaceae＿UCG＿009)正相关。【结论】持续性低氧显著改变了大鼠肠道微生物的丰富度、均匀度和菌群结构；该变化与心肌损伤指标之间存在显著相关性，表明肠道菌群可能在低氧性心肌肥厚中发挥重要作用。

• 单位
  安徽医科大学; 基础医学院; 赣南医学院