基于肺肠微生态和MEK/ERK信号通路探讨肺与大肠病理传变的生物学基础

基于肺肠微生态和MEK/ERK信号通路探讨肺与大肠病理传变的生物学基础

论文摘要

目的:本实验通过建立“肺病”(慢性支气管炎)和“肠病”(溃疡性结肠炎)两种慢性非特异性炎症疾病动物模型,选取三个不同的时间点,同步观察肺与大肠微生态和MEK/ERK信号传导变化,探索肺与大肠病理传变的生物学基础。方法:以烟熏法复制肺病(慢性支气管炎)大鼠模型,分别在模型第20天、模型第50天和模型第70天三个时间点采取标本进行肺肠同步动态观察。以三硝基苯磺酸(TNBS)-乙醇相结合的方法诱导肠病(溃疡性结肠炎)大鼠模型,分别在模型第8天、第29天和第50天三个时间点采取标本进行肺肠同步动态观察。培养检测呼吸道和肠道的需氧细菌总数、厌氧细菌总数、肠杆菌、肠球菌、葡萄球菌、产气荚膜梭菌、双歧杆菌、乳酸杆菌;Western-Blot法检测肺组织和结肠组织匀浆中的MEK、p-MEK、ERK1/2、p-ERK1/2蛋白表达;ELISA法检测大鼠肺组织和结肠组织匀浆中的TNF-α受体、IL-1β受体和C-FOS含量。结果:1.呼吸道和肠道菌群:肺病大鼠各个时间点的肺病模型大鼠在肺部和肠道都分别出现菌群种类和数量不同程度的变化,模型第20天时,需氧菌总数在呼吸道和肠道同步增多,肠道微生物定植抗力(B/E值)显著下降,呼吸道与肠道的需氧菌总数和葡萄球菌中度相关(0.5≤r≤0.8);模型第50天呼吸道与肠道的厌氧菌总数中度相关;模型第70天呼吸道与肠道的需氧菌总数和肠球菌中度相关。肠病大鼠出现了肠道菌群失调,益生菌数量减少,条件致病菌数量增多,同时,呼吸道菌群也出现部分菌群一定程度的相关变化。模型第8天时,需氧总数和葡萄球菌在呼吸道和肠道同步增多,厌氧总数和肠杆菌在肠道增多而在呼吸道减少。模型第29天时,需氧总数和葡萄球菌在在呼吸道和肠道同步减少,厌氧总数和肠杆菌在肠道减少而在呼吸道增多:模型第50天时,呼吸道和肠道的需氧菌总数、厌氧菌总数和葡萄球菌在呼吸道和肠道同步增多。2. MEK/ERK信号通路:肺病大鼠在模型第20天组、模型第50天组和模型第70天肺组织的p-ERK1/2含量均较空白组显著升高(P<0.05或P<0.01),肺组织的MEK/p-MEK、 ERK/p-ERK蛋白变化均比结肠组织的相应蛋白变化明显,肺与结肠的MEK/p-MEK和ERK/p-ERK蛋白变化具有较为一致的趋势。肠病大鼠在模型第8天结肠组织的ERK1/2和p-ERK1/2含量较空白组显著升高(P<0.01),第29天p-MEK含量显著升高(P<0.05)。与模型第8天比较,模型第29天ERK1/2和p-ERK1/2含量显著升高(P<0.01或P<0.05);模型第50天p-MEK、ERK1/2和p-ERK1/2含量均显著降低(P<0.05)。肺组织仅在模型第29天与模型组第8天比较,肺组织的p-MEK含量显著升高(P<0.05)。结肠组织与肺组织的MEK/ERK呈现同步变化规律,或同步增多,或同步减少,或在肠增多而在肺减少,或在肠减少而在肺增多。3. TNF-α受体、IL-1β受体和C-FOS含量:肺病大鼠在肺病模型第70天,肺组织TNF-α受体和IL-1β受体含量显著减少(P<0.05),而结肠组织的TNF-α受体和IL-1β受体含量显著增加(P<0.05或P<0.01)。在模型第50天肺和结肠组织c-Fos含量均显著减少(P<0.05)。肠病大鼠在模型第8天结肠组织的TNF-α受体含量显著减少而肺组织的TNF-α受体含量显著增加(P<0.05);在模型第8天和第29天结肠组织IL-1β受体含量显著增加而肺组织的IL-1β受体含量显著减少(P<0.05):在模型第29天和模型第50天结肠组织c-Fos含量显著增加而肺组织的c-Fos含量显著减少(P<0.01)。结论:1.肺病大鼠可出现肠道菌群的改变,在“肺病及肠”病理传变过程中,其呼吸道微生态系统和肠道的微生态系统出现的失调,存在一定程度的动态相关性,肺与大肠在微生态方面的相互影响可能是“肺与大肠相表里”的内涵之一。2.肠病大鼠可出现呼吸道菌群的改变,在“肠病及肺”病理传变过程中,肠病大鼠呼吸道和肠道的部分菌群出现同步规律性变化。或同步增多,或同步减少。这说明微生态菌群的变化可能是“肠病及肺”的机制和表现形式之一。3.肺病大鼠的肺组织在MEK/ERK通路上变化具有一定的规律性,p-ERK1/2可能是慢性支气管炎在MEK/ERK通路上变化较为明显的指标,提示MEK/ERK通路可能是“肺病及肠”的生物学基础之一。4.肠病大鼠的肺组织和结肠组织的MEK/p-MEK和ERK/p-ERK蛋白变化具有较为一致的趋势,一定程度上体现了肺肠之间的同步变化。提示MEK/ERK通路可能是“肠病及肺”的生物学基础之一。5.肺病大鼠可出现肺肠TNF-α受体、IL-1β受体和c-Fos含量的同步动态变化,或在肺肠同步减少,或在肺减少而在肠增多。提示TNF-α受体、IL-1β受体和c-Fos可能是“肺病及肠”的部分物质基础。6.肠病大鼠可出现肺肠TNF-α受体、IL-1β受体和c-Fos含量的同步动态变化,或在肺肠同步减少,或在肠减少而在肺增多,或在肠增多而在肺减少。提示TNF-α受体、IL-1β受体和c-Fos可能是“肠病及肺”的部分物质基础。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 英文缩略词对照表
  • 目录
  • 前言
  • 上篇 文献研究
  • 摘要
  • 1. 关于肺肠之间相互传变的基础探讨
  • 1.1 气在肺肠相互传变中的作用
  • 1.2 津液在肺肠相互传变中的作用
  • 1.3 气与津液在肺肠传变中的协同作用
  • 2. 关于肺肠之间相互传变的临床研究
  • 2.1 “肺病及肠”的临床研究
  • 2.2 “肠病及肺”的临床研究
  • 3 肺与大肠之间传变的现代生物学基础
  • 3.1 组织发生学基础
  • 3.2 生理学基础
  • 3.3 粘膜免疫基础
  • 3.4 内分泌物质基础
  • 4. 关于肺肠之间传变的动物实验研究
  • 4.1 “肺病及肠”的实验研究
  • 4.2 “肠病及肺”的实验研究
  • 参考文献
  • 下篇:实验研究
  • 第一部分:“肺病及肠”的肺肠微生态和MEK/ERK信号通路实验研究
  • 实验一:“肺病及肠”动物模型的肺肠微生态同步动态研究
  • 摘要
  • 1. 实验材料
  • 1.1 实验动物
  • 1.2 主要药物与试剂
  • 2. 实验方法
  • 2.1 动物分组
  • 2.2 造模
  • 2.3 标本采集与制备
  • 2.4 标本培养与检测方法
  • 2.5 统计学方法
  • 3. 结果
  • 3.1 各组大鼠呼吸道菌群检测结果
  • 3.2 各组大鼠肠道菌群检测结果
  • 3.3 肠道微生物定植抗力(B/E值)
  • 3.4 各时间点呼吸道和肠道菌群变化曲线
  • 3.5 呼吸道与肠道菌群变化的相关性分析
  • 4. 讨论
  • 4.1 正常菌群及其功能
  • 4.2 微生态平衡与失衡
  • 4.3 呼吸系统疾病与肠道菌群变化的关系
  • 4.4 对本研究结果的探讨
  • 参考文献
  • 实验二:“肺病及肠”动物模型的MEK/ERK信号通路研究
  • 摘要
  • 1. 实验材料
  • 1.1 实验动物
  • 1.2 主要药物与试剂
  • 2. 实验方法
  • 2.1 动物分组与造模
  • 2.2 标本采集与制备
  • 2.3 Western Blot检测所需常规试剂配制
  • 2.4 Western Blot检测主要实验步骤
  • 2.5 统计学方法
  • 3. 实验结果
  • 3.1 肺组织的MEK/p-MEK、ERK/p-ERK蛋白相对含量
  • 3.2 结肠组织的MEK/p-MEK、ERK/p-ERK蛋白相对含量
  • 3.3 肺组织与结肠组织的MEK/p-MEK、ERK/p-ERK蛋白相关性
  • 4 讨论
  • 4.1 MAPK/ERK通路与炎症
  • 4.2 ERK1/2信号通路对T淋巴细胞的影响
  • 4.3 对本研究结果的探讨
  • 参考文献
  • 实验三:“肺病及肠”动物模型MEK/ERK信号通路的上下游相关物质研究
  • 摘要
  • 1. 实验材料
  • 1.1 实验动物
  • 1.2 主要药物与试剂
  • 1.3 主要仪器
  • 2. 实验方法
  • 2.1 动物分组与造模
  • 2.2 标本采集与制备
  • 2.3 酶联免疫吸附(ELISA)检测方法
  • 2.4 统计学方法
  • 3. 实验结果
  • 3.1 TNF-α受体检测结果
  • 3.2 IL-1β受体检测结果
  • 3.3 c-Fos检测结果
  • 4. 讨论
  • 4.1 慢性支气管炎与TNF-α、IL-1的关系
  • 4.2 关于TNF受体和IL-1β受体
  • 4.3 MEK/ERK与c-Fos
  • 4.4 对本研究结果的探讨
  • 参考文献
  • 第二部分:“肠病及肺”的肺肠微生态和MEK/ERK信号通路实验研究
  • 实验四:“肠病及肺”动物模型的肺肠微生态同步动态研究
  • 摘要
  • 1. 实验材料
  • 1.1 实验动物
  • 1.2 主要药物与试剂
  • 2. 实验方法
  • 2.1 动物分组
  • 2.2 造模
  • 2.3 标本采集与制备
  • 2.4 标本培养与检测方法
  • 2.5 统计学方法
  • 3. 结果
  • 3.1 各组大鼠肠道菌群检测结果
  • 3.2 各组大鼠呼吸道菌群检测结果
  • 3.3 肠道微生物定植抗力(B/E值)
  • 3.4 各时间点呼吸道和肠道菌群变化曲线
  • 3.5 肠道与呼吸道菌群变化的相关性分析
  • 4. 讨论
  • 4.1 溃疡性结肠炎与肠道菌群的关系
  • 4.2 肠道菌群失调可影响及肺
  • 4.3 对本研究结果的探讨
  • 参考文献
  • 实验五:“肠病及肺”动物模型的MEK/ERK信号通路研究
  • 1. 实验材料
  • 1.1 实验动物
  • 1.2 主要药物与试剂
  • 2. 实验方法
  • 2.1 动物分组与造模
  • 2.2 标本采集与制备
  • 2.3 Western Blot检测所需常规试剂配制
  • 2.4 Western Blot检测主要实验步骤 #]09
  • 2.5 统计学方法
  • 3. 实验结果
  • 3.1 结肠组织的MEK/p-MEK、ERK/p-ERK蛋白相对含量
  • 3.2 肺组织的MEK/p-MEK、ERK/p-ERK蛋白相对含量
  • 3.3 结肠组织与肺组织的MEK/p-MEK、ERK/p-ERK蛋白相关性
  • 4 讨论
  • 4.1 MAPK/ERK通路与溃疡性结肠炎
  • 4.2 对本研究结果的探讨
  • 参考文献
  • 实验六:“肠病及肺”动物模型MEK/ERK信号通路的上下游相关物质研究
  • 摘要
  • 1. 实验材料
  • 1.1 实验动物
  • 1.2 主要药物与试剂
  • 1.3 主要仪器
  • 2. 实验方法
  • 2.1 动物分组与造模
  • 2.2 标本采集与制备
  • 2.3 酶联免疫吸附(ELISA)检测方法
  • 2.4 统计学方法
  • 3. 实验结果
  • 3.1 TNF-α受体检测结果
  • 3.2 IL-1β受体检测结果
  • 3.3 c-Fos检测结果
  • 4. 讨论
  • 4.1 溃疡性结肠炎与TNF-α、IL-1的关系
  • 4.2 溃疡性结肠炎与c-fos
  • 4.3 对本研究结果的探讨
  • 参考文献
  • 结论
  • 致谢
  • 在读期间公开发表的学术论文、专著及科研成果
  • 相关论文文献

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