终末期肾脏病肠道菌群移位途径及其机制的研究

We previously documented that the intestinal flora is imbalance in patients with ESRD. Bacteria could be detected in blood. Bacteria in blood sample is highly homologous with intestinal bacteria.Similar phenomenons have been detected in the blood and system organs from ESRD rat. The concentration of bacterial DNA in MLN is related with inflammatory indicators .We conclude that bateria in blood may translocate from the gut and intestinal bacterial translocation may be a cause of microinflammation . However，it is unclear which components is invoved in course of intestinal bacterial translocation，what route undergos and what molecular mechanism is implied in ESRD rat. In view of the questions, four bacteria species found in blood and organs in ESRD will be labeled with green fluorescent protein, which is adopted for gavage of ESRD rat to trace bacterial translocation at different time.We can get the route of bacterial translocation simultaneously . Besides, the intercellular tight junction, gut autophagy function and the macrophage function are analyzed to reveal molecular mechanism of bacterial translocation in ESRD. Utilzing probiotic to treat microinflammation may be a new thrapy method for microinflammtory, which will be disscussed in this research. This research shed light into the pathogenesis of microinflammation and may be helpful to find the target for alleviating microinflammation in patients.

前期研究发现ESRD患者肠道菌群失调，血中可检测到细菌且血中细菌与肠道细菌高度同源；ESRD大鼠血液、组织器官中亦检测到细菌，且肠系膜淋巴结细菌DNA浓度与炎症指标水平存在相关性，推断ESRD血中细菌来源于肠道并可能是产生微炎症状态的原因之一。但是，失调的肠道菌群通过哪些组织细胞结构及途径移位至肠外，其中所隐含的分子机制却不甚明确。故本研究采用绿色荧光蛋白标记常见肠道移位菌种，灌胃示踪菌予ESRD大鼠，于不同时间点观察示踪菌在肠壁以及肠外组织中分布以明确肠道细菌移位存在并明确肠道细菌移位途径；从分子水平研究肠道上皮细胞间紧密连接、肠道自噬功能及肠道巨噬细胞功能的变化，探讨ESRD肠道细菌移位的机制；探究益生菌对ESRD肠道菌群移位抑制作用。本研究将揭示ESRD肠道细菌移位是导致微炎症状态的重要因素之一，为控制ESRD患者微炎症提供新的思路。

我们前期研究发现ESRD患者肠道菌群失调，血中可检测到细菌且血中细菌与肠道细菌高度同源；ESRD 大鼠血液、组织器官中亦检测到细菌，且肠系膜淋巴结细菌DNA 浓度与炎症指标水平存在相关性，推断ESRD 血中细菌来源于肠道并可能是产生微炎症状态的原因之一。但是，失调的肠道菌群通过哪些组织细胞结构及途径移位至肠外，其中所隐含的分子机制却不甚明确。本研究中我们首次利用绿色荧光蛋白标记示踪菌技术，通过质粒pGFPuv Vector转化大肠杆菌，建立绿色荧光蛋白标记的示踪菌并灌胃尿毒症大鼠，在灌胃后2h处死动物，留取肝、脾、肠系膜淋巴结、外周血，研究尿毒症肠道细菌移位的途径，以能成功从组织DNA模板中扩增出示踪菌GFP基因片段表示肠道示踪菌移位至该肠外位点，从而明确肠道细菌移位存在和尿毒症肠道细菌移位的途径；同时，首次通过用硝酸谰染色的方法和透射电镜的方式双重观察肠上皮细胞超微结构变化，研究尿毒症肠道紧密连接结构及肠道通透性。此外，由于益生菌具有维持肠道上皮正常功能的作用，我们还探讨了益生菌对肠道屏障功能的保护作用，以及对减轻细菌移位、改善巨噬细胞状态及微炎症状态的作用。通过以上方法，我们发现尿毒症大鼠肠道屏障破坏，机械屏障、免疫屏障、生物屏障均出现异常，机体处于微炎症状态，大鼠各肠段巨噬细胞活化增多，并以末段回肠最明显；大鼠肠巨噬细胞活化程度与血中炎性因子水平和细菌移位正相关；益生菌治疗可通过改善紧密连接相关蛋白表达保护肠道机械屏障，通过调控TLR4-NF-κB信号通路及细胞因子平衡调节免疫屏障，通过改善肠道组织完整性和改善巨噬细胞功能从而减轻改善尿毒症肠道细菌移位和微炎症状态。本研究首次提出了肠道菌群移位是尿毒症患者微炎症状态机制之一，并首次将尿毒症肠道细菌、肠巨噬细胞及炎症三者之间的相互关联进行了深入研究，揭示了ESRD 肠道细菌移位是导致微炎症状态的重要因素之一，为缓解临床尿毒症患者体内微炎症状态提供一个新的思路和好的治疗方向，也为我们后期正在开展的临床研究奠定了前期基础，有很好的临床应用价值。