基于粪菌移植研究青娥丸的抗骨质疏松作用

摘要

目的 探讨粪菌移植对骨质疏松症的改善作用,以及大鼠肠道菌群对青娥丸生、盐品中主要化学成分的代谢作用.方法 将36只SD大鼠随机分为6组,假手术组、模型组、仙灵骨葆胶囊治疗组(阳性药组)、青娥丸生品粪菌移植治疗组(青娥丸生品移植组)、青娥丸盐品粪菌移植治疗组(青娥丸盐品移植组)以及益生菌组.采用去除双侧卵巢法制备大鼠骨质疏松症模型.青娥丸生、盐品移植组自造模6周后开始分别给予相应的粪菌液(每100 g体质量给予2 mL),对照组和模型组给予等体积生理盐水,益生菌组给予乳酸杆菌菌液1 mL.给药8周后,采用Micro-CT检测大鼠骨密度(BMD);通过ELISA法检测大鼠血清雌二醇(E2)、骨钙素(BGP)、碱性磷酸酶(BAP)和抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)的含量以及炎症因子IL-17、IL-6和TNF-α的水平;采用三点弯曲试验法检测大鼠股骨力学指标的变化;采用GC-MS技术测定大鼠肠道内容物中乙酸、丙酸和丁酸的含量.体外实验将青娥丸生、盐品分别与大鼠肠道菌群共孵育,采用UHPLC-Q-TOF/MS技术对共孵育样品中青娥丸主要成分的原型和代谢产物进行检测与分析,并推测其代谢途径.结果 与假手术组相比,骨质疏松模型组大鼠表现为BMD降低(P<0.001),血清中E2水平降低(P<0.001),BGP、BAP、TRAP水平升高(P<0.001),骨力学参数中最大载荷、最大挠度和刚度降低(P<0.05,P<0.01,P<0.001),血清中IL-17、IL-6和TNF-α水平升高(P<0.001),肠道内容物中乙酸、丙酸和丁酸含量降低(P<0.01,P<0.001).与模型组相比,青娥丸生、盐品移植组上述指标均有不同程度的改变,趋于假手术组水平,但青娥丸生、盐品移植组之间各指标无显著性差异.体外共孵育实验结果表明,青娥丸方中4种主要原型成分在经肠道菌群代谢后共产生14种代谢产物,其中主要代谢产物为肠二醇、肠内酯、补骨脂素和异补骨脂素等,而青娥丸生、盐品共孵育样品的代谢产物之间无显著差异.结论 青娥丸可通过肠道菌群减少大鼠血清中炎症因子的产生,增加大鼠肠道中短链脂肪酸的含量,改善大鼠骨质疏松;大鼠肠道菌群能够影响青娥丸方中主要成分的代谢.肠道菌群是青娥丸治疗骨质疏松症的靶点,青娥丸和肠道菌群之间相互作用可能是青娥丸改善骨质疏松症的机制之一.