1型糖尿病小鼠肠道菌群与免疫状态演变的实验研究

作     者：黄宝江 林小雅 张军 郭松 李燕虹 马华梅 陈红珊 陈秋莉 Huang Baojiang;Lin Xiaoya;Zhang Jun;Guo Song;Li Yanhong;Ma Huamei;Chen Hongshan;Chen Qiuli

作者机构：广州中山大学附属第一医院儿科广州510080 

出 版 物：《中华糖尿病杂志》 (CHINESE JOURNAL OF DIABETES MELLITUS)

年 卷 期：2024年第16卷第3期

页      面：328-335页

核心收录：

学科分类：1002[医学-临床医学] 100201[医学-内科学(含：心血管病、血液病、呼吸系病、消化系病、内分泌与代谢病、肾病、风湿病、传染病)] 10[医学] 

主　　题：糖尿病 1型 链脲佐菌素 肠道菌群 免疫反应 自身免疫抗体 

摘      要：目的探究链脲佐菌素(STZ)诱导的1型糖尿病(T1DM)小鼠在不同时期的肠道功能、血清相关抗体、脾脏细胞因子谱表达与肠道菌群的演变。方法取3~4周龄雄性C57BL/6小鼠28只,采用随机抽样法分为对照组(NC组,13只)和STZ组(15只)。STZ组连续5 d空腹腹腔注射STZ 50 mg·kg-1·d-1,NC组注射等体积溶剂。实验第3周测定随机血糖16.7 mmol/L为建模成功,定义为基线水平,两组各取6只小鼠处死,剩余小鼠观察4周,即实验第7周(实验终点)处死剩余小鼠。每周测量体重、随机血糖和每日饮水量。采用酶联免疫吸附测定(ELISA)法检测脾脏细胞因子谱[肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、干扰素-γ(IFN-γ)、白细胞介素(IL)-6、IL-17、IL-4、IL-10、转化生长因子-β(TGF-β)]、血清相关抗体[胰岛细胞抗体(ICA)、胰岛素自身抗体(IAA)与谷氨酸脱羧酶抗体(GADA)]和结肠紧密连接蛋白1(ZO-1)的表达;采用流式细胞术检测脾脏CD4+FoxP3+调节性T细胞(Treg)水平;对粪便进行16SrRNA菌群测序分析。组间比较采用独立样本t检验。采用Spearman相关分析法分析CD4+FoxP3+Treg细胞、肠道菌群、各免疫生化指标之间的相关性。结果流式细胞术与ELISA结果显示,在基线水平,与NC组相比,STZ组小鼠脾脏CD4+FoxP3+Treg、TGF-β、TNF-α、IFN-γ、IL-6、IL-17与血清ICA、IAA表达水平增加,脾脏IL-4、IL-10表达水平下降(均P0.05);在实验终点,与NC组相比,STZ组小鼠脾脏TNF-α、IFN-γ、IL-6,血清GADA、ICA与结肠ZO-1表达水平增加(均P0.05)。16SrRNA测序结果显示,与NC组相比,STZ组乳杆菌属丰度明显下降(P0.05),拟杆菌属、阿克曼菌属、普雷沃菌属和颤螺菌属丰度明显上升(均P0.05)。Spearman相关性分析结果表明,乳杆菌属丰度与IL-10水平呈正相关(r=0.65,P0.05),与TNF-α、IFN-γ、IL-6、IL-17和GADA水平呈负相关(r值-0.61~-0.58,均P0.05);颤螺菌属丰度与TGF-β、TNF-α、IL-6和IAA水平呈正相关(r值0.55~0.72,均P0.05),与IL-10水平呈负相关(r=-0.59,P0.05)。结论多次低剂量STZ诱导的T1DM小鼠可能存在CD4+Foxp3+Treg及TGF-β介导的负性免疫调节和以增加结肠ZO-1表达的肠道调节,其中颤螺菌属与乳杆菌属丰度改变可能参与免疫调节。