关键词:
一氧化碳中毒
肠道微生物组
代谢组
脑损伤
小鼠
摘要:
目的探讨一氧化碳(CO)中毒对小鼠肠道微生物组和血清代谢组的影响。方法选取30只健康雄性BALb/c小鼠,按照随机数字表法分为对照组(Con组,空气暴露)和CO中毒14 d组(COD14组,CO暴露),每组15只。暴露第14天,采集小鼠粪便和左眼球静脉血,通过16S rRNA基因测序分析肠道微生物组,采用超高效液相色谱串联质谱法(UHPLC-MS/MS)分析血清代谢组。结果2组小鼠肠道菌群的α多样性和β多样性比较差异均无统计学意义(均P>0.05),前10个门水平上微生物均以拟杆菌门为主(70.8%比67.5%),差异无统计学意义(P>0.05)。利用LEfSe筛选2组小鼠间具有统计学差异的菌群,共找出14个操作分类单元(OTUs),与Con组比较,COD14组小鼠肠道中厚壁菌门明显增加,差异有统计学意义(P<0.05)。进化分支图显示,厚壁菌门成员毛螺菌科(Lachnospiraceae)、毛螺旋体(Lachnospirales)、颤螺菌属(Oscillospirales)、梭状芽孢杆菌(Clostridia)是影响CO中毒后肠道微生物群结构变化的主要细菌。利用变量投影重要性(VIP)、P值和倍数变化(FC),筛选标准为VIP>1.0、FC>1.200或<0.833、P<0.05,通过火山图和聚类热图可视化,得到93种差异代谢物及其差异代谢聚类,KEGG通路富集分析发现,差异代谢物明显富集于类固醇激素合成通路(P=0.024)和非洲锥虫病通路(P=0.034);COD14组小鼠类固醇激素生物合成的差异代谢物中四氢皮质醇、皮质酮、去氧可的松和17α-羟孕酮明显低于Con组,差异均有统计学意义(均P<0.05)。Pearson相关性聚类分析发现,2组小鼠差异代谢物(44.09%,41/93)与厚壁菌门存在明显相关性,类固醇激素合成通路与其相关性最高,其中四氢皮质醇(r=-0.630,P=0.051)、β-皮酮四醇(r=-0.766,P=0.010)、去氧可的松(r=-0.732,P=0.016)、皮质醇(r=-0.809,P=0.005)、19-去甲睾酮(r=-0.706,P=0.023)呈明显负相关。结论CO中毒可能通过小鼠肠道微生态紊乱、厚壁菌门过度繁殖,抑制类固醇激素合成,破坏小鼠免疫功能和抗炎能力,从而导致脑损伤。