体外循环致术后谵妄人源肠道菌群模型大鼠的构建及评价

摘要

目的 采用粪菌移植技术构建体外循环致术后谵妄(POD)人源肠道菌群模型大鼠，并基于生物信息学、细胞因子分析、行为学等方法对模型进行评价。方法 选取SPF级成年雄性SD大鼠，体质量400～450 g。对大鼠进行1周的Morris水迷宫训练，剔除差异后构建伪无菌大鼠模型，成功后将20只模型大鼠随机分为接种健康人源粪菌滤液组(CON组)和接种POD患者粪菌滤液组(POD组)。2周后造模完成后开展行为学测试，收集大鼠粪便进行宏基因组学测序。采用脊椎脱臼法处死大鼠，取血液及脑组织样本进行细胞因子、组织病理学检查。结果 与CON组相比，POD组阿克曼菌科、普雷沃菌科和嗜黏蛋白-艾克曼菌的相对丰度显著增高，乳酸杆菌科和地中海-玛斯里菌的相对丰度降低，差异均有统计学意义(P<0.05)。POD组大鼠血清白细胞介素(IL)-1β、IL-6和肿瘤坏死因子(TNF)-α水平均高于CON组大鼠，差异有统计学意义(P<0.05)。POD组苏木精-伊红染色可见核固缩、核浓染的神经元。造模后，POD组Morris水迷宫平均潜伏期长于CON组，差异有统计学意义(P<0.05)。结论 本研究采用粪菌移植技术获得体外循环致POD人源肠道菌群模型大鼠，其肠道菌群结构丰度、与POD相关的炎症因子水平、Morris水迷宫测试等指标变化与体外循环致POD患者的临床表现相似。

关键词

体外循环 / 认知功能障碍 / 肠道菌群 / 术后谵妄 / 菌群人源化动物模型 / 宏基因组学测序 / 炎症因子 / 组织病理学