人源菌群小鼠结肠微生物多样性与脂肪代谢对饮食变化的响应

肠道菌群与健康是近年来研究的热点问题，前人证实了肠道菌群结构与肥胖具有密切的关系。对于肠道菌群调节，主要集中在益生元对肠道中益生菌的影响，但饮食结构中主要成分，尤其是植物多酚类物质对结肠菌群有重要影响却鲜有研究报道。本项目通过构建人源菌群小鼠模型，采用DGGE分析技术和16SrDNA V3可变区序列扩增、测序并进行系统进化分析，对先后采食高脂高糖和富含茶多酚普通饲料的人源菌群小鼠在两种饮食条件下结肠菌群多样性的结构性差异进行对比分析；采用RT-qPCR技术对小鼠结肠优势（亚优势）种群数量进行定量分析，分别建立结肠优势（亚优势）种群数量和小鼠脂肪代谢主要指标对饮食改变的时间序列响应模型，并对茶多酚影响结肠优势种群和脂肪代谢的量效关系及两者的相关性进行研究，揭示茶多酚-结肠菌群-脂肪代谢三者间的相关关系，对于探索通过饮食主动调控结肠菌群，提倡健康饮食方式提供重要的理论依据。

肠道菌群与肥胖、癌症和各种肠道疾病密切相关，如何调控肠道菌群并促进宿主健康已成为热点科学问题。通过采用茶多酚干涉SPF级C57BL/6 ApoE-/-小鼠,观察小鼠茶多酚对小鼠肠道菌群、粥样动脉硬化和脂肪代谢的影响，确定茶多酚饮食可影响肠道菌群结构和脂肪沉积，可刺激双歧杆菌、约氏乳杆菌、罗伊氏乳杆菌和L.taiwanensis的生长，抑制AS病变水平，并且均呈现一定的剂量依赖关系，而肠道双歧杆菌数量与AS病变水平呈现负相关关系。.通过向无菌KM和C57BL/6J小鼠体内同时灌喂同一健康人的新鲜粪便，成功构建两种小鼠的人源菌群（HFA）模型。发现两种HFA小鼠结肠菌群结构具有显著差异，说明不同遗传背景的小鼠对肠道菌群具有选择性的定植效果;但就两种HFA小鼠个体间结肠菌群多样性比较，两组小鼠个体间菌群差异不显著，说明虽然KM小鼠个体间基因异质性高于C57BL/6J，但这种个体间的基因差异不足以影响其肠道菌群多样性，即KM HFA小鼠亦可以用于研究肠道菌群的膳食干涉，但在多样性和与供体菌群的相似性方面，C57BL/6J HFA小鼠模型要优于KM HFA小鼠模型。.选择近交系的C57BL/6J HFA小鼠作为实验对象，研究茶多酚对人源菌群小鼠肠道菌群多样性和脂肪沉积的影响。LF组小鼠体重和体脂质量与HF组比较分别呈显著(P<0.05)和极显著(P<0.001)差异，高脂组小鼠脂肪细胞明显膨大，说明高脂饲料构建模型成功；三个茶多酚干预组体脂质量与HF组相比具有极显著性差异(P<0.01)，HF+0.2%TP和HF+0.8%TP体重极显著低于HF组 (P<0.01)，而低剂量组差异不显著，说明茶多酚对HFA小鼠体重的干涉呈现剂量依赖效应。茶多酚干预组小鼠的脂肪细胞膨大得到了有效地抑制，并呈现明显的剂量依赖关系，HF+0.8%TP组小鼠脂肪细胞甚至比LF组还小。同样，茶多酚干预组也能有效减少高脂饮食引起的肝脏脂肪变性，且与茶多酚剂量呈现一定的依赖关系。DGGE和宏基因组分析结果表明，与高脂组相比，低剂量茶多酚组和高剂量茶多酚组的厚壁菌门丰度极显著降低（p<0.01），三个茶多酚组的拟杆菌门显著升高（p<0.05）；三个茶多酚组梭菌属丰度显著降低（p<0.05），且呈剂量效应关系，三个茶多酚组的Blautia菌属极显著降低（p<0.01）。