解淀粉芽孢桿菌影響小鼠巨噬細(xì)胞極化及其抵抗沙門(mén)氏菌感染的機(jī)理研究.pdf

1、益生菌可調(diào)節(jié)動(dòng)物腸道微生態(tài)平衡和免疫功能，從而改善動(dòng)物生產(chǎn)性能。芽孢桿菌制劑因其較好的抗逆性而得到廣泛應(yīng)用。本課題組前期已篩選獲得一株可顯著促進(jìn)仔豬生長(zhǎng)和改善腸粘膜免疫功能的解淀粉芽孢桿菌SC06(BaSC06)。本論文研究了BaSC06對(duì)小鼠抗沙門(mén)氏菌(Salmonella enterica serovar Typhimurium，ST)感染和腸道巨噬細(xì)胞極化的影響及機(jī)理，旨在探明BaSC06對(duì)體內(nèi)巨噬細(xì)胞極化的調(diào)控及其與抗ST感染的

2、相關(guān)性主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:
　　（一）飼喂BaSC06對(duì)小鼠抗ST感染能力和腸道巨噬細(xì)胞極化的影響
　　雄性C57BL/6小鼠隨機(jī)分為四組，分別為Control組，BaSC06組，ST組和BaSC06+ST組。Control組和ST組小鼠飼喂普通飼糧，BaSC06組和BaSC06+ST組小鼠飼喂含有BaSC06的飼糧，連續(xù)飼喂8周。然后ST組和BaSC06+ST組小鼠灌服ST，3天后處死取樣。研究結(jié)果表明:(1)飼喂Ba

3、SC06顯著緩解由ST引起的小鼠體重下降、盲腸萎縮、回盲腸和結(jié)腸粘膜損傷及腸道炎癥;(2)飼喂BaSC06可顯著降低ST在小鼠腸系膜淋巴結(jié)(Mesenteric lymph node，MLN)和脾臟中的移位，ST感染前后，BaSC06對(duì)派伊爾結(jié)(Peyer's patches，PP)、MLN和脾臟中的CD4∶CD8比值均無(wú)顯著影響，表明BaSC06不能調(diào)節(jié)T細(xì)胞分化。飼喂BaSC06對(duì)小鼠血清細(xì)胞因子IL-1β、IL-4、、IL-12、

4、IL-10和IL-13無(wú)顯著影響，顯著增加IFN-γ含量;但可顯著降低由ST感染引起的促炎因子IL-1β和IL-12的增加，促進(jìn)抑炎因子IL-10的表達(dá)。以上結(jié)果表明，飼喂BaSC06可有效降低ST感染引起的系統(tǒng)性損傷和炎癥反應(yīng);(3)飼喂BaSC06可明顯降低ST感染引起的盲腸巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)，同時(shí)誘導(dǎo)盲腸巨噬細(xì)胞向M1型和M2型極化，顯著增加ST感染小鼠MLN中M1和M2型巨噬細(xì)胞數(shù)量。以上結(jié)果提示，飼喂BaSC06可誘導(dǎo)腸道巨噬細(xì)胞向

5、M1型和M2型極化，有效緩解ST引起的小鼠腸道和全身感染。
　?。ǘ〣aSC06對(duì)巨噬細(xì)胞極化的影響
　　以BaSC06處理小鼠巨噬細(xì)胞系Raw264.7，結(jié)果發(fā)現(xiàn):(1)BaSC06與巨噬細(xì)胞共培養(yǎng)6h后顯著增強(qiáng)巨噬細(xì)胞的吞噬殺菌功能;(2)基因表達(dá)和Western Blot檢測(cè)表明BaSC06促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M1型極化;(3)流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)ST感染可促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M2型極化，BaSC06與ST共同作用24h后促進(jìn)巨噬

6、細(xì)胞M1型極化，抑制M2型極化。
　　腹腔注射BaSC06（106CFU/只）或ST（105CFU/只），12h后麻醉處死小鼠并分離腹腔巨噬細(xì)胞進(jìn)行流式細(xì)胞術(shù)分析，結(jié)果表明:(1)ST誘導(dǎo)腹腔巨噬細(xì)胞向M2型極化，抑制M1型極化。BaSC06可誘導(dǎo)腹腔巨噬細(xì)胞向M1型極化，對(duì)M2型極化無(wú)顯著影響;(2)過(guò)繼回輸經(jīng)BaSC06誘導(dǎo)的原代巨噬細(xì)胞顯著降低了脾臟的ST載菌量。以上結(jié)果表明BaSC06通過(guò)誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞M1型極化增強(qiáng)其對(duì)ST

7、的殺菌活性。
　　通過(guò)構(gòu)建抗生素小鼠模型可排除腸道菌群對(duì)結(jié)果的干擾，直接驗(yàn)證BaSC06對(duì)腸道巨噬細(xì)胞的極化的影響。每只小鼠灌喂20mg鏈霉素后灌服ST和BaSC06。結(jié)果表明，與抗生素處理組相比，ST感染誘導(dǎo)腸道巨噬細(xì)胞向M2型極化，對(duì)M1型巨噬細(xì)胞無(wú)顯著影響，BaSC06促進(jìn)腸道巨噬細(xì)胞向M1型極化，抑制ST誘導(dǎo)的M2型極化。以上結(jié)果表明，ST感染誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞向M2型極化，BaSC06可直接誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞向M1型極化，逆轉(zhuǎn)ST誘

8、導(dǎo)的M2型極化，促進(jìn)細(xì)胞和機(jī)體清除ST。
　　（三）解淀粉芽孢桿菌BaSC06調(diào)節(jié)的腸遒菌群對(duì)沙門(mén)氏菌感染及巨噬細(xì)胞極化的影響
　　飼喂BaSC06同時(shí)誘導(dǎo)小鼠腸道內(nèi)巨噬細(xì)胞向M1型和M2型極化，BaSC06可直接誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞向M1型極化，鑒于益生菌可調(diào)節(jié)腸道菌群發(fā)揮其益生作用，故推測(cè)BaSC06可能通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M2型極化。小鼠腸道菌群的分析結(jié)果表明:(1)飼喂BaSC06對(duì)健康小鼠的腸道菌群多樣性無(wú)顯著影

9、響，但BaSC06可顯著緩解ST感染導(dǎo)致的菌群多樣性的降低。ST感染可降低疣微菌門(mén)（Verrucomicrobia）的比例，增加擬桿菌門(mén)(Bacterodetes)的相對(duì)豐度;而飼喂BaSC06顯著升高疣微菌門(mén)（Verrucomicrobia）的比例，降低擬桿菌門(mén)(Bacterodetes)的相對(duì)豐度，表明BaSC06可緩解ST引起的菌群失衡。
　　將Control組和飼喂BaSC06組小鼠的糞便菌群移植給抗生素處理后的小鼠，檢測(cè)

10、盲腸炎癥和巨噬細(xì)胞極化，結(jié)果表明:(1)移植BaSC06組小鼠的糞便菌群后能夠緩解ST引起的盲腸中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)，緩解盲腸炎癥;(2)BaSC06組小鼠糞便菌群能夠促進(jìn)盲腸巨噬細(xì)胞向M2型極化。以上結(jié)果表明BaSC06可通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M2型極化，維持腸道穩(wěn)態(tài)，緩解ST感染引起的炎癥反應(yīng)。
　　綜上所述，飼喂BaSC06可直接促進(jìn)巨噬細(xì)胞M1型極化，增加其對(duì)ST的殺傷功能，同時(shí)BaSC06調(diào)節(jié)的腸道菌群能夠促進(jìn)巨噬細(xì)胞