富氢水对慢性应激小鼠肠道菌群及回肠氧化损伤的保护作用研究

慢性不可预知应激(chronic unpredictable mild stress,CUMS)在畜牧生产中无处不在,冷热应激、噪音、饲养密度过高等因素使动物无法避免的受到CUMS的危害。CUMS状态下动物机体的氧化还原反应平衡被打破,这样会破坏肠道屏障,进而使肠道菌群失调,影响肠道正常功能。富氢水(hydrogen-rich water,HRW)具有选择性抗氧化功能,能够保护肠道屏障。目前还没有对富氢水通过调节肠道菌群影响慢性不可预知应激小鼠肠道氧化应激损伤的研究。因此本研究目的是探究饮用富氢水是否通过对维护慢性不可预知应激小鼠肠道菌群来减缓回肠氧化损伤。本实验选取48只8周龄健康小鼠为实验动物,随机分为CON组、CUMS组和HRW组饲喂7个月。在此期间HRW组饮用每天制备的新鲜富氢水,CON组和CUMS组饮用蒸馏水。7个月后对CUMS组和HRW组小鼠进行慢性不可预知应激刺激,连续21d。

刺激结束后称重,进行行为学分析,验证CUMS模型是否建立成功。采集小鼠粪便,通过高通量测序检测肠道菌群,通过高效液相色谱法检测短链脂肪酸(short-chain fatty acids,SCFAs),采集回肠组织进行HE染色切片,对回肠组织进行氧化应激指标的检测,使用Real-time PCR和Western blot检测Nrf2通路相关的基因转录水平和蛋白表达水平。实验结果:(1)慢性不可预知应激会导致小鼠空间探索能力下降。快感缺失和一定程度的体重下降,饮用富氢水在一定程度上减缓了小鼠以上症状。(2)在慢性不可预知应激的影响下,瘤胃球菌属、粪杆菌属和norank＿f＿Muribaculaceae等短链脂肪酸产生菌减少。相比于CUMS组,HRW组瘤胃球菌属、粪杆菌属和norank＿f＿Muribaculaceae等短链脂肪酸产生菌增多。(3)与CON组相比,CUMS组乙酸、丙酸、丁酸含量极显著降低(P<0.01)。与CUMS组相比,HRW组乙酸、丙酸和丁酸含量显著升高(P<0.05)。(4)CUMS组小鼠回肠组织中ROS、MDA含量极显著增加(P<0.01),SOD、GSH-Px含量极显著减少(P<0.01)。与CUMS组相比,HRW组ROS、MDA含量极显著减少(P<0.01),SOD含量极显著增加(P<0.01)。GSH-Px含量显著增加(P<0.05)。CUMS组Nrf2、HO-1、NQO1基因转录水平极显著升高(P<0.01);Nrf2、HO-1蛋白表达水平极显著升高(P<0.01),NQO1蛋白表达水平显著升高(P<0.05)。与CUMS组相比,HRW组Nrf2、HO-1、NQO1基因转录水平极显著升高(P<0.01);Nrf2、HO-1、NQO1蛋白表达水平极显著升高(P<0.01)。
结果表明,富氢水可通过维护菌群稳态,提高短链脂肪酸产生菌数量,增加短链脂肪酸水平,提高肠道抗氧化应激能力,保护小鼠回肠结构,减缓回肠氧化应激损伤。