模拟海拔5000 m低氧环境对小鼠肠道免疫和肠道菌群的影响

目的:研究模拟海拔5000 m低压低氧环境下,不同低氧暴露时间对小鼠肠道组织结构、免疫因子和肠道菌群的影响.方法:采用低压低氧舱模拟海拔5000 m高度,构建8周龄雄性C57BL/6小鼠低氧模型,随机分为1、3、5、7、14和30 d低氧组及其常氧对照组,每组6只常规饲养,记录体重.在对应时间点取材,HE染色制作小鼠回肠组织切片、免疫组织化学染色分析小鼠肠道紧密连接occludin蛋白表达,ELISA检测小鼠血浆免疫因子IL-6、IL-22和TNF-α水平,16S rDNA测序分析肠道菌群变化.结果:与常氧对照组相比,各低氧组小鼠体重均显著降低(P＜0.05).小鼠回肠组织HE染色及免疫组化染色显示,各低氧组均出现不同程度的肠上皮绒毛缺损,淋巴细胞增多等变化,且7、14d组低氧组小鼠紧密连接occludin蛋白表达量显著降低(P＜0.05).与常氧组相比,7 d低氧组小鼠血浆IL-6水平显著降低(P＜0.05),14d低氧组小鼠血浆IL-6水平显著增加(P＜0.05);与相应的常氧组对比,低氧组TNF-α和IL-22的水平没有显著差异,但在各低氧组间出现差异.不同低氧时间组与其常氧对照组的肠道菌群构成具有显著差异;在菌属水平上,低氧组中普雷沃菌属(Prevotella)、阿克曼氏菌属(Akkermansia)、颤螺菌属(Oscillospira)、拟杆菌属(Bacteroides)、脱硫弧菌属(Desulfovibrio)和臭气杆菌属(Odoribacter),相对丰度较高且具有显著性差异(P＜0.05);血浆免疫因子与肠道菌群相关分析表明,乳酸杆菌属(Lactobacillus)与IL-6、IL-22水平呈显著正相关(r=0.27,P＜0.05;r=0.27,P＜0.05).结论:模拟海拔5000 m低压低氧环境显著改变C57BL/6小鼠肠道组织结构及其屏障功能和肠道菌群组成,肠道菌群的变化与免疫因子水平显著相关,这些变化与低氧暴露时间相关,是小鼠低氧应激响应肠道功能的适应性变化.