粪菌移植对脂多糖诱导的大鼠急性肺损伤的影响及调控机制

摘要

目的 探讨粪菌移植（FMT）对脂多糖（LPS）诱导的大鼠急性肺损伤（ALI）的影响及调控机制。方法 采用随机数字表法将15只大鼠分为对照组、LPS组和LPS+FMT组各5只,LPS组和LPS+FMT组分别腹腔内注射LPS复制大鼠ALI模型,于造模完成24 h后,LPS+FMT组每日给予粪便（10 ml/kg）灌胃2次,对照组和LPS组同时给予等量生理盐水灌胃。干预持续2 d,于最后一次FMT 24 h后各组分别行动脉血气分析,然后处死大鼠,用酶联免疫吸附法检测血清、支气管肺泡灌洗液（BALF）中细胞间黏附分子-1（ICAM-1）的含量,检测肺湿重/肺干重比值（W/D）,行肺组织HE染色及病理学评分,免疫组化检测肺泡上皮细胞中的核因子（NF）-κB的核表达和ICAM-1的膜表达,Western印迹法检测胞内磷脂酰肌醇激酶（PI3K）/蛋白激酶（AKT）信号通路相关蛋白表达。收集大鼠粪便样品并提取DNA,对16S核糖体RNA基因（16SrDNA）的V3、V4区的聚合酶链式反应产物进行高通量测序,并对操作分类单元为分类基础的微生物群落进行生物信息学分析。结果 LPS组W/D、肺组织病理评分均显著高于对照组,而LPS组动脉血氧分压（PaO2）显著低于对照组[（79.2±5.89）比（95.2±2.77）mmHg,1 mmHg=0.133 kPa]（均P＆0.05）；肠道菌群测序LPS组多样性指数显著高于对照组,而LPS组乳酸杆菌属显著低于对照组；LPS组血清、BALF中ICAM-1含量及其胞膜的相对表达量均显著高于对照组[（8.64±0.87）比（7.40±0.32）ng/L、（0.941±0.035）比（0.739±0.079）ng/L、（0.250±0.010）比（0.076±0.010）]（均P＆0.05）,且LPS组NF-κB的p-P65、p-PI3K及p-AKT（p代表磷酸化）核蛋白相对表达量均显著高于对照组（4.89±0.27比3.28±0.13、0.265±0.030比0.036±0.013及0.444±0.040比0.109±0.016）（均P＆0.05）。FMT后上述损伤效应减轻,LPS+FMT组肺W/D、肺组织病理评分均显著低于LPS组,LPS+FMT组PaO2[（88.0±3.53）mmHg]显著高于LPS组；肠道菌群测序LPS+FMT组多样性指数显著低于LPS组,LPS+FMT组乳酸杆菌属显著高于LPS组；血清、BALF中ICAM-1含量[（7.44±0.46）、（0.834±0.040）ng/L]及其胞膜的相对表达量（0.173±0.030）以及NF-κB的p-P65、p-PI3K及p-AKT核蛋白相对表达量（2.99±0.28、0.090±0.013、0.206±0.018）均显著低于LPS组（均P＆0.05）。结论 FMT可以改善LPS诱导的大鼠ALI,其可能与抑制PI3K/AKT/NF-κB信号通路活化、减少炎症因子ICAM-1等表达有关。