以肠道菌群为靶点的拟人化仓鼠冠心病模型建立

The LDL receptor gene knockout (LDLR KO) hamsters was first established by our group, which could be induce two different diseases of type 2 diabetes and coronary heart disease by two different diets of high sugar and high fat diet. In view of the fact that the gut microbiota is susceptible to diet treatment, so occurrence and development of coronary heart disease may be promoted by gut microbiota change induced by diet. Therefore, we propose that the deletion of host genes and diet may affect the occurrence of coronary heart disease by changing the gut microbiota. To verify the hypothesis from the angle of animal experiments in vivo, gut microbiota and gene anthropomorphic coronary heart disease hamster model will be development setting gut microbiota as target, are as follows: 1, the changes in gut microbiota with LDLR gene is knockout, and correlation between different diet treatment and coronary heart disease; 2, the effect of germfree LDLR KO hamsters on the occurrence and development of coronary heart disease ; 3, the occurrence and development of coronary heart disease when germfree LDLR KO hamsters are transplanted with gut microbiota collected from coronary heart disease. This study will confirm the new view of gut microbiota as a research target for the development of coronary heart disease. New genetic engineering germfree and gut microbiota anthropomorphic coronary heart disease hamster model will be created, which provides new theory, technology and model for the study of gut microbiota and coronary heart disease.

课题组首创LDL受体基因敲除仓鼠，分别以高糖、高脂不同饮食可诱发该仓鼠发生2型糖尿病、冠心病二种不同疾病。鉴于饮食可显著影响肠道菌群，提示饮食可能改变肠道菌群而促进冠心病发生。因此，我们提出宿主基因缺失及饮食可通过改变肠道菌群影响冠心病发生，肠道菌群变化是冠心病发生发展关键因素的假设。为从动物实验验证该假设，需要以肠道菌群为靶点，建立菌群与基因拟人化冠心病仓鼠模型，并重点开展如下研究：1、LDL受体基因敲除后肠道菌群变化、不同饮食处理与冠心病表型变化的相关性；2、LDL受体基因敲除仓鼠无菌化对冠心病发生发展的影响；3、LDL受体基因敲除无菌仓鼠移植冠心病人肠道菌群后冠心病的发生发展。本项目将验证肠道菌群作为冠心病发生发展靶点的新观点，首创基因工程无菌仓鼠、菌群拟人化冠心病仓鼠等新模型，为肠道菌群与冠心病研究提供新的理论、技术和模型。

仓鼠作为实验动物模型，在通过高脂高糖等饮食诱导下，能够产生动脉粥样硬化、冠心病和糖尿病等疾病，并且其发病机理与人类更加相似，具有其独特的优势。鉴于饮食可显著影响肠道菌群，提示饮食可能改变肠道微生物菌群而促进疾病表型的产生。而课题组首创的LDLR敲除等基因工程仓鼠，相较于野生型其肠道菌群也发生了一定的变化，因此我们认为基因也可能与微生物发生互作从而影响表型。本课题组通过对自身无菌动物研究的优势进行运用，探索无菌仓鼠的制备体系；通过对不同类型的仓鼠肠道菌群进行宏基因组测序来研究仓鼠肠道微生物的结构，建立仓鼠肠道微生物数据库；通过培养组技术对仓鼠肠道微生物进行培养，建立仓鼠肠道微生物菌种库；对基因工程仓鼠（如LDLR-KO、ABCA1-KO等）与野生型仓鼠的肠道微生物作比较，挖掘候选功能菌株。主要得到了以下结果：.1.证实LDLR、ABCA1等基因敲除会引起肠道微生物的变化，推测冠心病是由于基因与微生物互作所引起的疾病，并发现了一系列候选功能菌。.2.成功建立并生产出无菌化ApoE小鼠，为研究肠道微生物与动脉粥样硬化等疾病的因果关系提供了可能。.3.建立了基因组集构建的分析方法，并通过宏基因组数据成功构建出仓鼠肠道基因组集，建立了第一个仓鼠肠道微生物数据库。.4.通过对无菌仓鼠制备的研究探索，成果完成了无菌仓鼠人工乳配方研发和优化，为无菌仓鼠的制备奠定了重要基础。.5.借助于目前高通量培养组技术，对仓鼠肠道微生物进行了分离培养，得到了大量的仓鼠肠道微生物菌株，建立仓鼠第一个肠道菌株库。