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新生儿缺氧威胁新生儿健康。为探究其对肠道微环境影响,杭州师范大学研究人员构建小鼠模型研究。结果发现,新生儿缺氧导致肠道屏障损伤、菌群失调等。该研究为临床诊断和治疗提供参考。
在生命的初始阶段,新生儿的健康至关重要,然而新生儿缺氧这一常见的围产期并发症,却如同隐藏在暗处的 “健康杀手”,严重威胁着新生儿的生命与未来。它不仅可能引发急性症状,像死亡、心脏骤停、代谢紊乱等,还可能埋下慢性疾病的隐患,导致脑瘫、癫痫、智力障碍等问题,给家庭和社会带来沉重负担。
肠道,这个在新生儿发育中起着关键作用的器官,在缺氧环境下显得格外脆弱。它不仅负责营养吸收、废物排出和毒素解毒,还是重要的免疫和内分泌器官。近年来,越来越多的研究聚焦于缺氧对肠道微环境的影响,但仍有诸多谜团尚未解开。比如,新生儿缺氧究竟是如何干扰肠道菌群的组成和功能的?肠道屏障在缺氧条件下会发生哪些变化?这些变化又与新生儿的健康问题有着怎样的关联?为了深入探索这些问题,杭州师范大学的研究人员开展了一项极具意义的研究,相关成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员为了模拟人类新生儿在 23 - 32 周妊娠期经历的缺氧状况,构建了新生儿缺氧小鼠模型。他们采用了多种关键技术方法来深入探究缺氧对肠道的影响。在组织学分析方面,通过对小鼠回肠和远端结肠组织进行石蜡切片、染色,在显微镜下观察组织形态变化;利用基因表达分析技术,提取组织 RNA,逆转录为 cDNA 后进行实时定量聚合酶链反应(RT - qPCR),检测相关基因的表达水平;运用免疫组化和免疫荧光染色技术,直观观察特定蛋白的表达和定位;借助 16S rDNA 测序及数据分析,全面了解肠道菌群的结构和功能变化。
研究结果显示:
- 缺氧诱导新生小鼠肠道组织的多维病理变化:对出生后第 10 天(P10)小鼠的回肠和远端结肠组织进行染色检查发现,缺氧使远端结肠褶皱形态出现明显局部异常,回肠长绒毛数量减少、吸收细胞增大、杯状细胞增多。同时,巨噬细胞炎症指数上升,酸性粘蛋白增加,黏液颗粒变大,紧密连接蛋白 ZO - 1 表达减少且不连续,这表明肠道屏障完整性受损。
- 缺氧破坏调节肠道屏障功能的转录景观:通过对关键功能基因的 mRNA 表达分析发现,在回肠中,抗菌肽相关基因表达异常,部分下调(如 Lyz(p = 0.004)、Ang4(p = 0.0434)、Defa20(p = 0.0072) ),部分上调(如 Defa3(p = 0.0398) ) ,这意味着肠道抗菌能力和免疫防御受损;离子转运相关基因呈现双向调节,如 Cftr(p = 0.0097)和 Nhe3(p = 0.0099)上调,Nkcc1(p = 0.0282)和 Slc26A3 下调,提示肠道上皮离子失衡。在结肠中,促炎细胞因子基因(IL - 6、TNF - α、IL - 17、IL - 1β、IFN - γ )均上调,证实肠道炎症激活;关键内分泌调节因子(如 Insl5(p = 0.0227)、Neurog3(p = 0.0181) )表达减弱,而 Agr2 表达升高;杯状细胞成熟标记 Klf4 显著降低,Muc2/3 上调,Meprin - β 下调;紧密连接相关基因(ZO - 1、Cldn1、Cldn2、Cldn4 和 Ocln)转录均受到抑制,表明肠道黏膜屏障完整性被破坏。
- 缺氧导致肠道菌群组成紊乱和微生物代谢变化:16S rDNA 测序结果表明,缺氧改变了新生小鼠的肠道菌群结构,菌群丰富度和多样性受到影响,优势菌群的相对丰度发生变化,如 Prevotellaceae、Vei_Selenomonadaceae、Bur_Sutterellaceae 和 Pas_Pasteurellaceae 相对丰度显著下降,Lac_Lactobacillaceae 显著上升。功能预测分析显示,缺氧后菌群的糖脂代谢活性普遍上调,同时与神经递质代谢相关的基因表达也发生变化,这可能增加神经系统疾病的风险。
研究结论和讨论部分指出,新生儿缺氧会导致回肠和结肠组织出现显著病理改变,影响肠道正常发育和功能。缺氧引发的肠道菌群变化与多种疾病相关,例如 Prevotellaceae 的减少与自闭症谱系障碍(ASD)、帕金森病(PD)等神经系统疾病有关,而 Lactobacillaceae 的增加可能是对肠道炎症和免疫力下降的一种代偿反应。此外,通过预测发现肠道菌群结构变化会引起基因功能改变,主要表现为糖脂代谢活动增强。同时,新生儿缺氧还可能通过影响神经递质代谢,对神经系统发育产生不良影响。
这项研究的意义重大,它系统地揭示了新生儿缺氧对肠道功能、肠道菌群及其代谢的影响,为深入理解新生儿缺氧相关疾病的发病机制提供了重要依据。研究结果有助于开发针对新生儿缺氧相关疾病的早期诊断方法和干预策略,例如通过调节肠道菌群来改善新生儿的健康状况,为新生儿健康保驾护航,也为后续相关研究指明了方向。