益生菌干预氧化三甲胺诱导的动脉粥样硬化作用机制研究

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导师姓名
熊华  魏华
学科专业
营养与食品卫生学
文献出处
南昌大学   2019年
关键词
植物乳杆菌论文  动脉粥样硬化论文
论文摘要

动脉粥样硬化性心血管疾病是全球的头号死因。2016年1520万人死于缺血性心脏病和中风等心血管疾病,占全球死亡总人数的26.7%。目前,防治动脉粥样硬化的主要方法是降低患者血清高胆固醇,例如他汀类药物通过降低低密度脂蛋白胆固醇,使心血管疾病死亡率降低了30%,然而,大量患者对其不敏感,动脉粥样硬化疾病进一步恶化,导致心肌梗死或中风等病症,甚至死亡。膳食肉碱、磷脂酰胆碱和胆碱等经肠道菌群代谢产生的氧化三甲胺(TMAO)能促进动脉粥样硬化的发生发展,成为防治动脉粥样硬化的新靶标之一。虽有文献表明,采用小分子化合物可降低血清TMAO水平,尚没有采用益生微生物有效抑制TMAO生成、防治TMAO诱导动脉粥样硬化的报道。为此,本文从健康人群粪便中筛选获得能降低血清TMAO水平的E.aerogenes ZDY01;从动物模型筛选获得了同样功能的植物乳杆菌ZDY04,证实其通过抑制巨噬细胞泡沫化、主动脉炎症因子表达和胆固醇转运基因的表达,降低了TMAO诱导动脉粥样硬化的斑块面积。详细研究结果分述如下:(1)E.aerogenes ZDY01对小鼠血清TMAO水平的影响采用三甲胺(TMA)为唯一碳源的基础盐培养基,从健康人群粪便中分离、筛选获得82株菌,分属于肠杆菌科克雷伯属、埃希氏菌属、克罗诺杆菌属和肠杆菌属。选取在体外具有显著降解TMA的E.aerogenes ZDY01菌,灌胃胆碱喂食的小鼠,结果显示:与模型组相比,E.aerogenes ZDY01通过增加肠道菌群中S24-7科相对丰度,降低Helicobacteraceae和Prevotellaceae科相对丰度,显著减少了小鼠的血清TMAO和盲肠TMA水平。(2)植物乳杆菌ZDY04对小鼠血清TMAO水平的影响相较E.aerogenes ZDY01,降低TMAO水平的益生菌具有应用推广前景。为此,将5株益生菌(植物乳杆菌ZDY04、鼠李糖乳杆菌ZDY9、植物乳杆菌ZDY01、干酪乳杆菌ZDY8和保加利亚乳杆菌ZDY5)分别灌胃于BALB/c小鼠,小鼠饲料含1.3%胆碱。结果表明:只有植物乳杆菌ZDY04能显著降低盲肠TMA和血清TMAO水平,机制可能是通过调控毛螺科(Lachnospiraceae),韦荣球菌科(Erysipelotrichaceae),类杆菌科(Bacteroidaceae)和Mucispirillum属的相对丰度,而不是通过改变肝核黄素单氧化酶3(FMO3)表达水平及代谢肠道胆碱、TMA和TMAO来实现。(3)植物乳杆菌ZDY04改善TMAO诱导小鼠动脉粥样硬化的作用机制为进一步考察植物乳杆菌ZDY04对TMAO诱导的小鼠动脉粥样硬化的影响,以ApoE-/-敲除小鼠为研究对象,将植物乳杆菌ZDY04每天灌胃于喂食1.3%胆碱的ApoE-/-小鼠,持续16周,收集小鼠全长主动脉和心脏,采用油红O染色检测小鼠全长主动脉和主动脉窦斑块面积、荧光定量PCR技术检测相关基因表达水平。结果表明:植物乳杆菌ZDY04能显著降低TMAO诱导的小鼠全长主动脉和主动脉窦的斑块面积,可能是通过抑制巨噬细胞泡沫化、主动脉炎症因子表达和胆固醇转运基因的表达,发挥抗动脉粥样硬化作用。

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摘要

ABSTRACT

缩略语索引

第一章 引言

1 动脉粥样硬化

1.1 动脉粥样硬化概述

1.2 动脉粥样硬化病因和机制

1.3 动脉粥样硬化治疗

2 微生物与心血管疾病

2.1 病原微生物与心血管疾症

2.2 肠道微生物与动脉粥样硬化

第二章 三甲胺降解菌对小鼠血清氧化三甲胺水平的影响

2.1 前言

2.2 实验材料

2.2.1 实验菌株

2.2.2 主要试剂和仪器设备

2.2.3 所有试剂及培养基配方

2.3 实验方法

2.3.1 三甲胺降解菌的富集、分离和纯化

2.3.2 三甲胺降解菌的鉴定

2.3.3 TMA降解菌体外降解TMA的评价

2.3.4 TMA降解菌对小鼠体内血清TMAO水平的影响

2.3.5 TMA降解菌对小鼠盲肠菌群的影响

2.3.6 统计方法

2.4 结果

2.4.1 体外筛选健康人群TMA代谢菌

2.4.2 体内TMA降解菌降低盲肠TMA和血清TMAO的能力评价

2.4.3 体内TMA降解菌对小鼠肠道菌群的影响

2.5 分析与讨论

第三章 植物乳杆菌对小鼠血清氧化三甲胺水平的影响

3.1 前言

3.2 实验材料

3.2.1 实验菌株

3.2.2 主要试剂和仪器设备

3.2.3 所有试剂及培养基配方

3.3 实验方法

3.3.1 菌株培养和收集

3.3.2 菌落计数

3.3.3 菌代谢胆碱、TMAO或TMA能力的评价

3.3.4 uHPLC-MS/MS检测胆碱、TMAO和TMA含量

3.3.5 益生菌对小鼠体内血清TMAO水平的影响

3.4 统计方法

3.5 结果

3.5.1 体内筛选降低TMAO水平的益生菌

3.5.2 候选菌对小鼠肝脏FMO3活性的影响

3.5.3 候选菌株对小鼠肠道菌群的影响

3.6 讨论

第四章 植物乳杆菌ZDY04改善TMAO诱导的动脉粥样硬化的作用机制研究

4.1 前言

4.2 实验材料

4.2.1 实验菌株

4.2.2 主要试剂和仪器设备

4.2.3 所有试剂及培养基配方

4.3 实验方法

4.3.1 菌株培养和收集

4.3.2 菌落计数

4.3.3 植物乳杆菌ZDY04对小鼠动脉粥样硬化的影响

4.4 统计方法

4.5 结果

4.5.1 植物乳杆菌ZDY04对ApoE~(-/-)小鼠动脉粥样硬化斑块的影响

4.5.2 植物乳杆菌ZDY04对ApoE~(-/-)小鼠血清TMAO和盲肠TMA的影响

4.5.3 植物乳杆菌ZDY04降低小鼠动脉粥样硬化机制探讨

4.6 讨论

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

附录A 实验菌株细胞

附录B 实验仪器设备

附录C 实验试剂药品

附录D 实验试剂配制

附录E 培养基的配制

参考文献

攻读学位期间的研究成果

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