有氧运动对Apc基因突变小鼠(ApcMin/+)肠道肿瘤及菌群影响的实验研究

摘要

研究目的：探索有氧运动对ApcMin/+小鼠肠道肿瘤生长及菌群的影响，并尝试探索有氧运动干预后小鼠肠道菌群变化与肿瘤生长之间可能存在的相关性。　　研究方法：Apc基因突变（ApcMin/+）小鼠模型是被广泛接受的动物模型，能够自发形成肠道多发腺瘤，多用于研究预防结直肠肿瘤的发生发展。本研究运用此模型展开实验：1、繁殖鉴定与分组干预：将ApcMin/+雄性小鼠与C57BL/6J雌性小鼠作为母代鼠合笼繁殖，运用核酸电泳等方法进行对3-4周龄左右子代小鼠基因型鉴定，从中挑选出所需要的ApcMin/+小鼠。分组与干预：将ApcMin/+小鼠按照随机数目表完全随机分成模型对照组、有氧运动组和阿司匹林阳性对照组，以C57BL/6J野生型小鼠作为空白对照组。有氧运动组进行12周中等强度的跑台运动(12m/s，60min/d，5d/w，12w);其余对照组放置于笼盒内自由活动;其中，阿司匹林组同时连续用阿司匹林灌胃12周。2、体重秤量与肿瘤计数：每周称量并记录小鼠体重，实验干预12周后，解剖处死所有实验小鼠，取小鼠肠道组织，对小鼠肠道腺瘤的数目进行计数和统计。3、组织病理、细胞增殖凋亡与蛋白表达：用TUNEL免疫荧光实验检测凋亡，通过HE染色观察肠道肿瘤病理情况以及IHC检测有氧运动对肠道肿瘤细胞中Wnt信号通路下游相关蛋白(c-Myc)表达及细胞增殖（Ki-67）的影响。4、菌群测序与分析：分别于实验干预开始前、12周后，取各组小鼠肠道粪便，通过Illumina平台进行16SrRNA测序，对各组小鼠的肠道菌群构成及多样性进行分析比较，观察有氧运动对ApcMin/+小鼠肠道菌群的影响。　　研究结果：1、繁殖鉴定与一般情况：通过繁殖和基因鉴定，成功筛选得到满足实验需求的ApcMin/+雄性小鼠18只。随着小鼠周龄的增长，模型对照组ApcMin/+小鼠则逐渐出现反应迟缓、活力降低、进食水减少、体重下降、面部分泌物增多、脱毛、爪甲变白、便溏甚至脱肛、便血等症状，个别出现皮下肿瘤。有氧运动组和阿司匹林组一般情况较好。2、体重变化：经过12周实验，空白对照组、阿司匹林组比模型对照组体重变化率分别高15.2％和17.5％(P＜0.01)，有氧运动组比模型对照组体重变化率高8.6％(P＜0.05)。肿瘤数目：有氧运动组和阿司匹林组较模型对照组相比，均可以抑制肠道肿瘤的发生，抑制率分别为40.93％(P＜0.05)、65.89％(P＜0.01)。3、细胞凋亡：有氧运动组较模型对照组相比，通过TUNEL染色检测到的肿瘤中凋亡细胞阳性率高8.3％，差异具有统计学意义（P＜0.05）。HE染色：相较于模型组，有氧运动组及阿司匹林组主要为腺瘤，以低级别瘤变腺瘤为主，部分高级别瘤变;模型组腺瘤主要为高级别瘤变，个别出现癌变。免疫组化：有氧运动组及阿司匹林组较模型对照组Wnt信号通路下游相关蛋白(c-Myc)以及细胞增殖相关蛋白(Ki67)表达没有明显差异。菌群测序与分析：有氧运动对肠道菌群属层面的部分菌属(16/149)的丰度有调节作用（P＜0.01），比如提高以Ruminococcaceae（瘤胃菌）为代表的部分益生菌的丰度，降低以Escherichia-Shigella（志贺菌）为代表的部分致病菌的丰度。　　研究结论：有氧运动对ApcMin/+小鼠肠道肿瘤有较好的预防作用，可通过诱导肠道肿瘤细胞凋亡，抑制肠道肿瘤的数目，预防肿瘤的发生或腺瘤的癌变。同时，有氧运动对肠道属层面的多数细菌的丰度有调节作用，可以通过提高益生菌丰度，降低致病菌丰度，对肠道菌群产生影响。ApcMin/+小鼠肠道肿瘤的数目与肠道菌群中部分细菌丰度变化成相关性（与益生菌丰度正相关，条件致病菌丰度负相关），菌群丰度的变化可能是有氧运动减少肠道肿瘤数目的原因之一。

目录

声明

摘要

缩略词表

前言

一、有氧运动与肠道菌群的关系

二、有氧运动与肿瘤的关系

三、肠道菌群与多发腺瘤及结直肠癌的关系

第一部分有氧运动对ApcMin/+小鼠肠道肿瘤的影响

一、实验材料

二、实验方法

三、实验结果

四、讨论

第二部分有氧运动对ApcMin/+小鼠肠道肿瘤细胞增殖、凋亡及相关蛋白表达的影响

一、实验材料

二、实验方法

三、实验结果

四、讨论

第三部分有氧运动对ApcMin/+小鼠模型肠道菌群的影响

一、实验材料

二、实验方法

三、实验结果

四、讨论

结论

参考文献

文献综述

致谢