Akkermansia muciniphila改善gp120转基因小鼠的肠-脑相互作用障碍

摘要

目的 探究Akkermansia muciniphila(A.muciniphila）灌胃对HIV-1的包膜病毒蛋白gp120诱导HIV相关神经认知功能障碍（HAND）动物模型中肠道菌群紊乱及肠-脑相互作用障碍（DGBIs）的改善作用。方法 用16S r RNA基因测序技术检测6、9、12月龄野生型（WT型）小鼠与gp120转基因（gp120tg）小鼠肠道微生物组。将12月龄小鼠分为WT+PBS组、WT+A.muciniphila组、gp120+PBS组、gp120+A.muciniphila组，持续6周用A.mucinophila(2×10～8 CFU/小鼠）灌胃WT+A.muciniphila组及gp120+A.muciniphila组小鼠，1次/d。使用电子天平称量小鼠体质量。免疫组化法观察各组小鼠结肠内糖基化黏蛋白表达水平、嗜酸性粒细胞浸润情况、嗜酸性粒细胞激活标志物主要碱性蛋白（MBP）表达水平。ELISA法检测12月龄小鼠血清内脂多糖表达情况及结肠内IL-1β表达水平。q PCR法检测各组小鼠结肠内Occludin、ZO-1、IL-10、TNF-α、INF-γ表达水平。通过Morris水迷宫试验探究各组小鼠学习及空间记忆能力，通过免疫荧光法观察各组小鼠脑神经元损伤情况。结果 与WT型小鼠相比，gp120tg小鼠肠道菌群辛普森多样性降低（P<0.001），其中12月龄gp120tg小鼠Akkermansia属丰富度下降（P<0.05）；与12月龄WT型小鼠相比，12月龄gp120tg小鼠血清内脂多糖含量明显升高（P<0.01），小鼠结肠内糖基化黏蛋白表达明显下调（P<0.01），灌胃减小结肠内糖基化黏蛋白的差异且灌胃前后各组小鼠体质量差异无统计学意义（P>0.05);12月龄gp120tg小鼠结肠内紧密连接蛋白Occludin、ZO-1表达水平降低（P<0.001），并于灌胃后增加（P<0.001);12月龄gp120tg小鼠结肠内嗜酸性粒细胞存在明显的浸润激活及促炎细胞因子TNF-α(P<0.001）、INF-y(P<0.001）、IL-1β(P<0.05）表达水平的上调，而抑炎细胞因子IL-10表达水平降低（P<0.001），灌胃可减小其差异；12月龄gp120tg小鼠存在明显的认知损伤且海马及皮层中神经元数量减少（P<0.05），灌胃后小鼠认知损伤得到明显改善且海马及皮层中神经元数量增加（P<0.05）。结论 gp120tg小鼠菌群丰富度及多样性显著低于WT型小鼠，12月龄gp120tg小鼠Akkermansia属丰度明显低于WT型小鼠，二者DGBIs相关指标表达情况存在明显差异。A.muciniphila灌胃显著减少12月龄gp120tg小鼠肠屏障损伤、降低结肠炎症反应及嗜酸性粒细胞激活水平、减少小鼠认知损伤及脑神经元损伤。

关键词

gp120 / 肠道菌群 / 肠-脑相互作用障碍 / 嗜酸性粒细胞 / 神经认知功能损伤 / Akkermansia muciniphila