低聚果糖對腸易激綜合征小鼠內(nèi)臟敏感性和腸道炎癥的影響及機(jī)制研究.pdf

1、腸易激綜合征(Irritable bowel syndrome，IBS)是一種常見的功能性胃腸道疾病，主要表現(xiàn)為腹痛伴隨大便性狀和排便次數(shù)改變，其影響超過總?cè)丝诘氖种?。IBS的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，主要包括內(nèi)臟敏感性的改變，腸道粘膜低度炎癥，腸道微生態(tài)變化和社會心理因素等。IBS的復(fù)雜病理生理學(xué)機(jī)制給治療帶來了巨大挑戰(zhàn)，藥物治療效果不佳給患者造成了巨大的經(jīng)濟(jì)和心理負(fù)擔(dān)。
　　臨床研究發(fā)現(xiàn)，不適當(dāng)飲食可誘發(fā)IBS癥狀發(fā)生或使癥狀加重，尤

2、其是一類可酵解的短鏈碳水化合物，主要包括可發(fā)酵的寡糖類，二糖類，單糖和多元醇(FermentabIe Oligosaccharides,Disaccharides and Monosaccharides and Polyols,FODMAPs)。結(jié)果表明，進(jìn)食富含F(xiàn)ODMAPs成分的食物會引發(fā)IBS患者腹痛、腹脹等癥狀發(fā)生。此外，多項臨床隨機(jī)對照試驗表明，限制FODMAPs飲食可改善IBS患者的胃腸道癥狀。但其具體機(jī)制尚不清楚，可能和F

3、ODMAPs在小腸不消化產(chǎn)生的滲透性負(fù)荷導(dǎo)致的腸液累積以及結(jié)腸快速發(fā)酵產(chǎn)生過多的氣體以及腸道動力異常，內(nèi)臟高敏感，腸道菌群紊亂，代謝產(chǎn)物的變化，包括乙酸，丙酸和丁酸等短鏈脂肪酸(Short-chain fatty acids，SCFAs)的產(chǎn)生等相關(guān)。
　　低聚果糖(Fructo-oligosaccharide，F(xiàn)OS)是日常生活飲食中最常使用的FODMAPs成分之一。本研究應(yīng)用避水應(yīng)激(Water avoidance stres

4、s，WAS)模擬焦慮抑郁心理應(yīng)激，構(gòu)建IBS小鼠模型，研究低聚果糖對應(yīng)激致IBS小鼠內(nèi)臟敏感性，腸道SCFAs產(chǎn)生和腸道炎癥的影響，探索低聚果糖誘發(fā)胃腸道癥狀的具體機(jī)制。
　　第一部分 避水應(yīng)激IBS小鼠的腸道免疫激活以及代謝產(chǎn)物SCFAs的變化
　　目的：
　　探索避水應(yīng)激構(gòu)建的IBS小鼠模型腸道粘膜免疫激活情況以及腸道代謝產(chǎn)物SCFAs的變化。
　　方法：
　　給予雌性C57BL/6小鼠連續(xù)10天的避水

5、應(yīng)激構(gòu)建IBS模型，造模期間每日監(jiān)測體重和進(jìn)食量，記錄造模后直腸球囊擴(kuò)張誘發(fā)的腹壁回撤反射(Abdominal withdrawl reflex，AWR)評分，疼痛閾值和容量閾值評價小鼠內(nèi)臟敏感性。運(yùn)用氣相色譜法檢測小鼠盲腸糞便SCFAs濃度;常規(guī)腸道組織HE染色和腸道炎癥組織學(xué)評分，評價造模后腸道炎癥情況;實時熒光定量PCR檢測回腸和結(jié)腸組織炎癥因子Tumor necrosis factor(TNF)-α、Interleukin(IL

6、)-6、IL-23、IL-10和IL-1βmRNA表達(dá)情況;通過免疫組化法，檢測回結(jié)腸黏膜中肥大細(xì)胞的表達(dá)情況。
　　結(jié)果：
　　造模期間，避水應(yīng)激因素對體重增長率影響顯著，WAS組造模期間每日體重增長率均低于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05);兩組每日進(jìn)食量不受避水應(yīng)激因素影響，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)。WAS組較對照組在不同壓力下的AWR評分均升高，分別為:20mmHg(3(2.5-3)vs.1.7(1.7

7、-1.7)，P＜0.01)，40mmHg(3.5(3.3-4.0)vs.2(2-2),P＜0.01),60mmHg(4(3.8-4)vs.2.5(2.3-2.7),P＜0.01)和80mmHg(4(4-4)vs.3.2(3-3.3)，P＜0.01)，差異有統(tǒng)計學(xué)意義;WAS組較對照組疼痛閾值和容量閾值均顯著降低((33.2±18.0mmHg vs.70.8±4.57mmHg，P＜0.01)和(44.6±19.2vs.90.2±5.12m

8、mHg mmHg，P＜0.01))，差異有統(tǒng)計學(xué)意義。WAS組和對照組盲腸糞便乙酸、丙酸、丁酸以及總SCFAs濃度差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)。WAS組和對照組回結(jié)腸炎癥組織學(xué)評分差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05);WAS組和對照組相比，回腸IL-6和TNF-αmRNA表達(dá)量顯著升高((8.25±3.95vs.1.86±1.66，P＜0.01)和(2.05±1.73vs.0.56±0.28，P＜0.05))，結(jié)腸IL-6和IL-1β

9、mRNA表達(dá)量顯著升高((1.60±1.10vs.0.46±0.29，P＜0.05)和IL-1β(0.88±0.53vs.0.34±0.35，P＜0.05))，差異有統(tǒng)計學(xué)意義。WAS組較對照組回腸和結(jié)腸肥大細(xì)胞數(shù)目均升高((8.3±3.6/HPF vs.4.9±l.4/HPF，P＜0.05)和(3.4±l.2/HPF vs.1.8±1.5/HPF,P＜0.05))，差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
　　結(jié)論：
　　避水應(yīng)激IBS小鼠模型

10、較好的模擬了人類IBS患者的內(nèi)臟高敏感和腸道粘膜低度炎癥的特征;IBS小鼠和對照組小鼠盲腸糞便SCFAs濃度無顯著差異。
　　第二部分 低聚果糖對腸易激綜合征小鼠內(nèi)臟敏感性和腸道炎癥的影響及機(jī)制研究
　　目的：
　　探討低聚果糖在避水應(yīng)激(Water avoidance stress，WAS)致IBS小鼠模型中，對內(nèi)臟敏感性、腸道代謝產(chǎn)物SCFAs、腸道炎癥以及腸道免疫的作用。
　　方法：
　　將32只C5

11、7BL/6小鼠隨機(jī)分配為4組，分別為對照組+生理鹽水，對照組+FOS，WAS+生理鹽水，WAS+FOS。每日假性應(yīng)激或避水應(yīng)激造模前，給予生理鹽水或低聚果糖溶液灌胃，連續(xù)灌胃10天，10天造模結(jié)束后繼續(xù)灌胃4天。通過記錄直腸球囊擴(kuò)張下的AWR評分、疼痛閾值和容量閾值評價內(nèi)臟敏感性。氣相色譜法檢測小鼠盲腸糞便SCFAs的產(chǎn)生。腸道組織HE染色及組織學(xué)評分;實時熒光定量PCR檢測回結(jié)腸TNF-α、IL-6、IL-23、IL-10和IL-1β

12、mRNA表達(dá);免疫組化法檢測回結(jié)腸黏膜中肥大細(xì)胞的表達(dá)情況。
　　結(jié)果：
　　WAS+FOS組較WAS+生理鹽水組20mmHg壓力下AWR評分顯著升高(4(3.5-4)vs.3(2.5-3)，P＜0.01)，疼痛閾值和容量閾值顯著降低((12.6±6.0mmHg vs.33.2±18.0mmHg，P＜0.01)和(21.6±8.1mmHg vs.44.6±19.2mmHg，P＜0.01))，差異有統(tǒng)計學(xué)意義。WAS+FOS組

13、較WAS+生理鹽水組盲腸糞便乙酸(2.49±0.63mmol/L vs.1.49±0.72mmol/L,P＜0.01)、丙酸(0.48±0.09mmol/L vs.0.36±0.05mmol/L,P＜0.01)、丁酸(0.28±0.09mmol/L vs.0.19±0.003mmol/L，P＜0.05)和總SCFAs(3.62±0.87mmol/L vs.2.27±0.75mmol/L，P＜0.01)濃度均升高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義。WAS

14、+FOS組較WAS+生理鹽水組回腸IL-23和結(jié)腸IL-1βmRNA顯著升高((4.71±4.16vs.1.00±0.99，P＜0.05)和(2.15±1.68vs.0.88±0.53，P＜0.05))，差異有統(tǒng)計學(xué)意義;WAS+FOS組較WAS+生理鹽水組回腸和結(jié)腸肥大細(xì)胞數(shù)目均升高((12.3±2.6/HPFvs.8.3±3.6/HPF P＜0.05)和(6.3±3.2/HPF vs.3.4±1.2/HPF，P＜0.05))，差異有

15、統(tǒng)計學(xué)意義。對照組+FOS和對照組+生理鹽水組AWR評分，疼痛閾值和容量閾值比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05);兩組間盲腸上述SCFAs濃度，回結(jié)腸IL-6，IL-23，TNF-α，IL-10和IL-1βmRNA表達(dá)及肥大細(xì)胞浸潤數(shù)目比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)。
　　結(jié)論：
　　低聚果糖進(jìn)一步提高IBS小鼠內(nèi)臟敏感性和加重腸道炎癥，增加腸道SCFAs的產(chǎn)生，但是對健康對照組小鼠并不產(chǎn)生類似作用。本研究結(jié)果