1、背景:腸道正常菌群的數(shù)量巨大，主要定植在腸下游，并與宿主共生，可以幫助宿主抵抗病原菌的入侵、促進營養(yǎng)吸收及調節(jié)免疫系統(tǒng)的發(fā)育等。最近的研究表明，腸道菌群通過代謝、神經、免疫和內分泌等途徑影響CNS(CentralNervous System，中樞神經系統(tǒng))的功能。這幾條途徑分別通過不同的生物活性物質來發(fā)揮作用，在代謝途徑:菌群可將食物中的Trp（Tryptophan，色氨酸）代謝為5-HT（5-hydroxytryptamine，5-羥

2、色胺）或犬尿酸(Kynurenic acid)，或直接產生神經遞質GABA（γ-aminobutyric，γ氨基丁酸）起作用。在神經途徑:菌群通過連接腸壁和中樞的迷走神經發(fā)揮作用。在免疫途徑:通過菌群作用于腸粘膜免疫細胞產生各種細胞因子，分泌至血液。在內分泌途徑:菌群通過影響腸內分泌細胞分泌5-HT等起作用。而大腦也可因為緊張和壓力，釋放CORT（Corticosterone，腎上腺酮）、E（Epinephrine，腎上腺素）和NE(N

3、oradrenaline，去甲腎上腺素)等，通過這些遞質影響腸道菌群。各條途徑可能是并行的，同時在不同水平也存在相互影響。這種雙向交流機制，使得大腦能夠調控胃腸道功能并對微生物入侵做出反應，同時，胃腸道的改變也會影響CNS和情緒。大腦內的海馬與個體的認知功能、記憶構建及情緒管理有關。海馬分泌的BDNF（Brain-Derived Neurotropic Factor，腦源性神經營養(yǎng)因子）是一類對神經元的發(fā)育和正常生理功能起重要作用的蛋白

4、，它能支持神經元的存活、調節(jié)細胞分化和基因表達，促進軸突的生長和正常生理功能的恢復。近年來，將益生菌應用于包括自閉癥、抑郁和焦慮等精神疾病的治療中，取得了一定的效果。而腸道菌群是怎樣影響宿主CNS，其具體的機制尚不十分清楚。因此研究腸道菌群對CNS的作用具有理論和實際應用的價值。
　　目的:探討口服抗生素大鼠腸道菌群變化及海馬BDNF的表達及其能否恢復。
　　方法:1.雄性SD大鼠，180-220g，40只，隨機分為四組，每

5、組10只。三周對照組一直飲用純凈水，抗生素組的飲用水中添加腸道不吸收的抗生素，它是新霉素、桿菌肽和游霉素三種抗生素的混合物（新霉素5mg/mL;桿菌肽5mg/mL;游霉素1.25μg/mL），飲用三周，建立菌群改變模型。六周對照組一直飲用純凈水，恢復組飲用三周上述抗生素后，改為純凈水，再飲用三周，建立菌群恢復的模型。2.DGGE（Denaturing Gradient Gel Electrophoresis，變性梯度凝膠電泳）檢測腸道菌

6、群多樣性改變;高通量16S rDNA V4區(qū)測序分析腸道菌群的組成。3.實時定量PCR檢測大鼠大腦海馬BDNF及IL-1β(Interleukin-1β，白細胞介素-1β)的改變。4.HE染色（Haematoxylin and eosin，蘇木精伊紅染色法）及電鏡觀察結腸組織形態(tài)學變化，實時定量PCR檢測結腸IL-1β和IL-10（Interleukin-10，白細胞介素-10）、Dβh（Dopamine-β-hydroxylase，多

7、巴胺β羥化酶）的表達。5.動物行為學Step-down實驗檢測其焦慮程度。
　　結果:1.抗生素處理大鼠三周其腸道菌群的多樣性和對照相比降低（Simpson指數(shù)，抗生素組為0.17±0.023，對照組為0.043±0.0033，p＜0.05;Shannon指數(shù)，抗生素組為2.7±0.081，對照組為4.5±0.039，p＜0.05），類桿菌屬（Bactero-ides）、理研菌科(Rikenellaceae)中的未知名屬、毛螺旋菌

8、科的瘤胃球菌屬（Ruminococcus）、克雷伯菌屬（Klebsiella）等的百分含量升高，而副類桿菌屬（Parabacteroides）、乳桿菌屬（Lactobacillus）、羅氏菌屬（Roseburia）、顫螺菌屬（Oscillospira）、瘤胃球菌科的瘤胃球菌屬（Ruminococcus）、考拉桿菌屬（Phascolarctobacterium）、薩特菌屬（Sutterella）、螺桿菌屬（Helicobacter）、厭氧

9、支原體屬（Anaeroplasma）等的百分含量顯著降低;恢復三周后大鼠的腸道菌群多樣性恢復（Simpson指數(shù)，恢復組為0.043±0.019，對照組為0.037±0.0033，p＞0.05; Shannon指數(shù)，恢復組為4.5±0.28，對照組為4.5±0.10，p＞0.05），之前與對照組明顯不同的類桿菌屬、理研菌科的未知名屬、克雷伯菌屬、乳桿菌屬、羅氏菌屬、顫螺菌屬、考拉菌屬、薩特菌屬等的百分含量均得到恢復，而寡源桿菌屬（Oli

10、gella）、毛螺旋菌科的羅氏菌屬（Roseburia）等的百分含量未恢復。
　　2.抗生素處理三周大鼠大腦海馬BDNF mRNA的表達水平明顯高于對照組，海馬BDNF mRNA的表達水平與對照組的相對含量為1.6∶1.0(對照組人為的設為1.0)，(p＜0.05)，恢復三周時BDNF與對照組為1.1∶1.0（對照組人為的設為1.0），(p＞0.05)。
　　3.抗生素處理三周，大鼠的結腸粘膜下層疏松，炎性細胞浸潤較明顯，結

11、腸內促炎因子IL-1β的mRNA表達明顯升高（抗生素組為2.7±0.072×10-3，對照組為0.94±0.049×10-3，p＜0.01），而抗炎因子IL-10的mRNA表達明顯下降（抗生素組為3.4±0.21×10-5，對照組為5.8±0.26×10-5，p＜0.05）;恢復三周時大鼠結腸粘膜層完整，腸管無擴張，無明顯的炎性細胞聚集，與對照組相比無病理上的差別，促炎因子IL-1β和抗炎因子IL-10的表達與對照組相比無顯著性差異(p

12、＞0.05)。
　　4.抗生素處理大鼠三周引起結腸內合成NE的酶即Dβh的升高（抗生素組為14.6±1.7×10-6，對照組為8.8±1.0×10-6，p＜0.05），而這種變化在恢復三周時回到正常水平（恢復組為13.8±0.9×10-6，對照組為12.3±0.7×10-6，p＞0.05）。
　　5.抗生素處理大鼠三周不引起其大腦海馬內促炎因子IL-1β變化，電鏡下未見結腸微絨毛的明顯改變。
　　6.在三周和六周時分別