基于血浆非靶向代谢组学和肠道菌群16S rRNA测序技术探讨养心通脉方干预冠心病血瘀证大鼠的作用机制

目的探讨肠道菌群和血浆代谢物与冠心病血瘀证的关联性,及养心通脉方干预冠心病血瘀证的作用机制。方法18只SPF级雄性SD大鼠建立冠心病血瘀证模型后,随机分为模型组、养心通脉方组和阿托伐他汀钙组,每组各6只,灌胃干预2周。另取6只一直正常饮食的大鼠作为正常对照组。苏木精-伊红染色法(HE)染色观察大鼠冠状动脉病理变化及检测心电图、血流变和血脂生化指标,液相色谱-串联质谱联用技术(LCMS/MS)技术分析大鼠血浆非靶向代谢组学,16S rRNA测序技术分析回肠黏膜菌群以及对两者代谢组学进行相关性分析。结果与正常组相比,模型组大鼠全血黏度、总胆固醇酯和低密度脂蛋白胆固醇酯均显著升高(P<0.05);模型组冠状动脉内皮细胞增生破坏,内皮下有大量空泡状改变,药物组冠状动脉内皮病变程度减轻。LCMS/MS结果共筛选鉴定出血清33种潜在内源性代谢物,其中1-甲基组氨酸、N-乙酰组胺、黄体酮和脱氧皮质酮可能成为冠心病血瘀证疾病模型的差异性代谢物,16S rRNA结果显示养心通脉方组肠道菌群的多样性和丰富度有所改善,通过相关性分析,与冠心病血瘀证高度相关的变形杆菌门Hydrogenophaga、Limnohabitans和Polaromonas菌属等与5-羟基吲哚、N-乙酰组胺和黄体酮等血浆代谢产物呈正相关(P<0.01),与L-精氨酸、高精氨酸和Boc-β-氰基-L-丙氨酸等血浆代谢产物呈负相关(P<0.01);经养心通脉方干预后与其高度相关的拟杆菌门(乳杆菌目)Lactobacillus菌属、泉古菌门Candidatus Nitrososphaera菌属及放线菌门Corynebacterium菌属与Boc-β-氰基-L-丙氨酸、水苏碱和柚皮素等血浆代谢产物呈正相关(P<0.05),与5-羟基吲哚、N-乙酰组胺和油酰单乙醇胺等呈负相关(P<0.05)。结论养心通脉方可能通过调节冠心病血瘀证大鼠肠道菌群改善血浆代谢,达到减缓冠心病血瘀证之目的。

基于小肠黏膜菌群及肠紧密连接探讨养心通脉方对冠心病血瘀证大鼠的作用机制

目的采用16S rRNA测序技术分析冠心病血瘀证大鼠小肠黏膜菌群特点及养心通脉方的作用机制。方法95只SD雄性大鼠随机分为正常组和造模组,造模组采用高脂饲料喂养3个月,结合维生素D3灌胃和异丙肾上腺素皮下注射建立冠心病血瘀证大鼠模型。将成模大鼠随机分为模型组、养心通脉方组(18 g/kg)、阿托伐他汀组(1.8 mg/kg)、正常大鼠粪菌移植组(1 g/kg)、模型大鼠粪菌移植组(1 g/kg)、养心通脉方大鼠粪菌移植组(1 g/kg),每组8只,分别灌胃干预2周。HE染色观察大鼠冠状动脉病理变化,16S rRNA技术对回肠黏膜菌群进行测序分析,透射电镜观察回肠组织超微结构,Western blot检测回肠组织紧密连接蛋白Occludin表达。结果HE染色结果显示,模型组大鼠冠状动脉内膜有纤维帽状突起及大量噬脂细胞沉积,动脉管腔狭窄,冠状动脉粥样硬化斑块百分比升高(P<0.01);养心通脉方组和阿托伐他汀组大鼠冠状动脉病变程度减轻。Alpha多样性分析结果显示,与正常组比较,模型组大鼠肠道菌群丰富度和均匀度降低;与模型组比较,养心通脉方组大鼠肠道菌群丰富度和均匀度升高。Beta多样性分析结果显示,各组大鼠肠道菌群结构有显著差异(q<0.05),养心通脉方组与正常组肠道菌群结构相似,养心通脉方大鼠粪菌移植组和正常大鼠粪菌移植组肠道菌群结构相似。16S rRNA测序分析结果显示,与正常组比较,模型组大鼠肠道菌群厚壁菌门丰度显著降低(P<0.01),变形菌门丰度显著升高(P<0.01);与模型组比较,养心通脉方组大鼠肠道菌群厚壁菌门丰度有升高趋势,变形菌门丰度有降低趋势,但差异无统计学意义(P>0.05)。透射电镜结果显示,与正常组比较,模型组大鼠回肠组织紧密连接减少,桥粒数量减少,养心通脉方组和阿托伐他汀组大鼠回肠组织紧密连接有所改善。Western blot结果显示,与正常组比较,模型组大鼠回肠组织Occludin蛋白表达显著降低(P<0.05);与模型组比较,养心通脉方组大鼠回肠组织Occludin蛋白表达显著升高(P<0.05)。结论养心通脉方可能通过调节冠心病血瘀证大鼠回肠黏膜菌群和回肠组织机械屏障功能改善冠状动脉粥样硬化病变。

养心通脉方对冠心病血瘀证大鼠小肠黏膜菌群和血清炎症因子、内毒素的影响及相关性分析

目的:养心通脉方对冠心病血瘀证大鼠小肠黏膜菌群变化和血清炎症因子、内毒素的影响及相关性分析。方法:将40只SD雄性大鼠随机分为正常组8只和造模组32只。造模组采用高脂饲料喂养3个月,结合维生素D_(3)灌胃和异丙肾上腺素皮下注射的方式构建冠心病血瘀证大鼠,然后随机分为模型组、养心通脉方组(12 g·kg^(-1)·d^(-1))、阿托伐他汀组(1.8 mg·kg^(-1)·d^(-1)),均灌胃2周。干预结束后,对小肠黏膜组织进行16S rRNA测序和透射电镜检测;HE染色观察心肌组织;ELISA试验检测血清肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6)、白细胞介素-10(IL-10)、内毒素含量。结果:与正常组比较,模型组心电图T波高尖,ST段显著抬高(P<0.01),心率降低(P<0.01),HE染色心肌纤维坏死溶解,大量炎症细胞浸润。养心通脉方组和阿托伐他汀组病变均较模型组减轻。与正常组比较,模型组血清TNF-α、IL-6、内毒素含量升高(P<0.01),IL-10含量下降(P<0.01);养心通脉方组TNF-α、内毒素含量较模型组下降(P<0.01),IL-10升高(P<0.01)。模型组有害菌罗尔斯通菌属(Ralstonia)相对丰度升高(P<0.05),养心通脉方组有下降趋势,但差异无统计学意义(P=0.06);模型组有益菌未鉴别的消化链球菌科菌属(Unspecified_Peptostreptococcaceae)丰度降低(P<0.01)。Pearson相关性分析结果,罗尔斯通菌属丰度与总胆固醇(TCHO)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、血流变指标、TNF-α均正相关性(P<0.05),与IL-10负相关(P<0.05);未鉴别的消化链球菌科菌属、未鉴别的梭菌目菌属(Unspecified_Clostridiales)丰度与TCHO、HDL-C、LDL-C、血流变指标、TNF-α、内毒素具负相关性(P<0.05,P<0.01),与IL-10正相关(P<0.05)。回肠组织电镜观察显示,模型组线粒体病变,胞核碎裂,微绒毛稀疏;养心通脉方组和阿托伐他汀组未见明显病变。结论:冠心病血瘀证大鼠小肠黏膜菌群与TNF-α、IL-10、内毒素、血脂、血流变具有相关性;养心通脉方可能通过调节小肠黏膜菌群,降低血清TNF-α及内毒素含量改善冠心病血瘀证。