肠道菌群在体外循环心脏手术后围手术期神经认知障碍中的作用:基于菌群人源化大鼠模型

摘要

目的通过肠道菌群人源化大鼠模型探讨体外循环(CPB)后肠道菌群紊乱可否通过激发炎症反应参与围手术期神经认知障碍(PND)的发生。方法SPF级成年雄性SD大鼠30只随机分为3组(n=10):伪无菌大鼠(S)组、伪无菌大鼠+接种健康人源粪菌滤液(NP)组和伪无菌大鼠+接种PND患者粪菌滤液(P)组。造模成功后对所有组别大鼠粪便进行宏基因组学检测,Elisa法测定血清炎症因子IL-1β、IL-6及TNF-α的含量,Western-blot法检测海马组织中GFAP、p-Tau蛋白的表达水平,Morris水迷宫实验评估造模后学习和记忆等认知功能。结果宏基因组学测序结果显示粪菌移植后3组大鼠肠道菌群各自聚集,分区良好;S组克雷伯氏菌属(Klebsiella)(P0.05)和兴趣象限停留时间(P>0.05)均增加,但无统计学差异;与P组相比,NP组IL-1β(P<0.05)、IL-6(P<0.05)和TNF-α(P<0.05)的浓度显著降低,GFAP(P<0.05)、p-Tau(P<0.05)蛋白表达水平均下降,逃生平台穿越次数(P<0.05)和兴趣象限停留时间(P<0.05)均明显增加。结论肠道菌群的差异性组成参与了CPB心脏手术后PND的发生,其机制可能与炎症反应的发生相关。