慢性心力衰竭气虚血瘀证模型大鼠肠道菌群诱发心肌炎症的特征变化

目的探究慢性心力衰竭气虚血瘀证模型大鼠肠道菌群失调诱发心肌炎症的特征变化。方法采用皮下多点注射异丙肾上腺素复合力竭及控食方法制备慢性心力衰竭模型大鼠。造模成功后,基于心力衰竭模型大鼠的病证结合研究方法验证证型。从造模成功的18只大鼠中随机选取7只作为模型组,另设空白组7只。经胸心脏超声检测心功能变化;根据旷场实验评价大鼠行为学变化;通过HE染色观察心肌组织病理变化;采用ELISA检测脑钠素(brain natriuretic peptide,BNP)和脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)水平;全自动生化分析仪检测肌酸激酶(creatine kinase,CK)、乳酸脱氢酶(lactate dehy drogenase,LDH)和肌酸激酶同工酶(MB isoenzyme of creatine kinase,CK-MB)含量;采用血液流变仪测定全血黏度的低、高切值;RT-qPCR及Western blot检测心肌NOD样受体蛋白3(NOD-like receptor protein 3,NLRP3)、凋亡相关斑点样蛋白(apoptosis related spot like protein,ASC)、胱天蛋白酶-1(cysteine aspartic acid specific protease-1,Caspase-1)和白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)的mRNA和蛋白表达;同时Western blot检测结肠紧密连接蛋白(zonula occluden-1,ZO-1)、闭合蛋白(Occludin)和密封蛋白5(Claudin5)的表达;收集两组大鼠新鲜粪便,利用16S rDNA高通量测序技术测定大鼠肠道微生物群的差异。结果与空白组比较,模型组大鼠左室射血分数(left ventricular ejection fraction,LVEF)和左室短轴缩短率(left ventricular fraction shortening,LVFS)显著降低(P<0.01);在旷场的运动速度和总路程降低(P<0.05,P<0.01);血清BNP和LPS水平显著增加(P<0.01),CK、LDH和CK-MB含量显著升高(P<0.01),表现出心功能减退的“心气虚”症状;心肌组织可见大量纤维水肿,细胞质疏松,组织边缘可见心肌纤维溶解,伴有少量炎症细胞浸润;全血黏度的低、高切值显著升高(P<0.01),表现出“血瘀”症状;NLRP3、ASC、Caspase-1、IL-1β的mRNA和蛋白表达均升高(P<0.05,P<0.01),ZO-1、Occludin、Claudin5表达均明显降低(P<0.01)。肠道菌群测定结果证实:与空白组比较,模型组大鼠肠道菌群物种发生改变,菌群的ɑ和β多样性也存在明显差异,物种差异在门水平上,拟杆菌门(Bacteroidota)和螺旋菌门(Spirochaetota)的丰度上调,厚壁菌门(Bacillota)的丰度下调;种水平上,普雷沃氏菌属(Segatella copri)和琥珀酸密螺旋体菌(Treponema succinifaciens)的丰度上调,Kineothrix alysoides(P<0.05)、伶俐瘤胃球菌(Ruminococcus callidus)和普雷沃氏菌(Prevotellamassilia timonensis)的丰度下调。结论慢性心力衰竭气虚血瘀证模型大鼠存在肠道菌群紊乱和心肌炎症反应,并且伴随心功能和微循环障碍,这可能由肠道共生菌Kineothrix alysoides的丰度下调后LPS上调所介导。