参苓白术散对甲基苯丙胺诱导小鼠肠道菌群改变的作用机制研究

徐琳; 高开成; 贾杰; 李煜阳; 王华伟; 况轶群; 赵昱

doi:10.12259/j.issn.2095-610X.S20230829

参苓白术散对甲基苯丙胺诱导小鼠肠道菌群改变的作用机制研究

doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20230829

徐琳¹,
高开成¹,
贾杰¹,
李煜阳^{1, 2},
王华伟²,
况轶群^1, ,,
赵昱^1, ,

1.
昆明医科大学第一附属医院临床医学研究中心
2.
昆明医科大学第一附属医院生殖遗传科，云南昆明　650032

基金项目: 云南省教育厅科学研究基金资助项目（2022J0224）；云南省科技厅基础研究专项（面上）基金资助项目（202201AT070292）；云南省科技厅基础研究专项（青年）基金资助项目（202201AU070202）

详细信息

作者简介:
徐琳（2002～），女，云南昆明人，昆明医科大学临床专业（全科方向）在读本科生

高开成、贾杰与徐琳对本文有同等贡献

通讯作者:
况轶群，E-mail：yq610433@hotmail.com

赵昱，E-mail：zhaoyu_guapier@163.com

中图分类号: R392；R37
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出版历程
- 收稿日期: 2023-06-23
- 网络出版日期: 2023-09-09
- 刊出日期: 2023-08-30

Effect of Shen-ling-bai-zhu-san on Methamphetamine-Induced Gut Microbiota Change in Mice

Lin XU¹,
Kaicheng GAO¹,
Jie JIA¹,
Yuyang LI^{1, 2},
Huawei WANG²,
Yiqun KUANG^{1
, ,},
Yu ZHAO^{1
, ,}

1.
Research Center for Clinical Medicine，First Affiliated Hospital of Kunming Medical University
2.
Dept. of Reproduction and Genetics，First Affiliated Hospital of Kunming Medical University，Kunming Yunnan 650032，China

摘要

摘要: 目的探究参苓白术散（SLBZS）干预甲基苯丙胺（METH）诱导小鼠肠道微生物种群的作用机制。方法 SPF级C57BL/6J小鼠，分为生理盐水组、METH组、SLBZS+METH组，后两组使用METH注射3周，以及METH注射后参苓白术散灌胃给药1周，随后测定小鼠外周血免疫生化指标，收集小肠粪便样本开展16S rRNA测序。结果相比METH组，SLBZS+METH组的小鼠提高白细胞、淋巴细胞百分比及数量（P < 0.05），降低中性粒细胞的数量（P < 0.05），说明SLBZS增强METH组小鼠的免疫力，降低了炎症反应。16S rRNA测序结果显示METH组小鼠肠道菌群操作分类单元（OTU）的数量降低，METH处理的小鼠出现奇异变形杆菌、芽孢杆菌、乙酸钙不动杆菌等致病菌。SLBZS给药METH处理的小鼠使其肠道菌群OTU的数量增加，并提高碳水化合物、辅因子和维生素、氨基酸的代谢、细胞活性以及适应环境功能的丰度。结论 SLBZS能够改善METH处理小鼠免疫反应，以及肠道微生物种群组成和功能。
- 参苓白术散 /
- 甲基苯丙胺 /
- 肠道菌群
Abstract: Objective To explore the effect and regulatory mechanism of Shen-ling-bai-zhu-san （SLBZS）, a traditional Chinese medicine, on methamphetamine （METH）-induced gut microbiota change in mice. Methods SPF C57BL/6J mice were divided into three groups: saline group, METH group, and SLBZS+METH group, the latter two groups of mice were intraperitoneal injected METH for three weeks and intragastric administration of SLBZS for one week after METH injection, the immunological and biochemical indexes of mice peripheral blood were examined, and intestinal fecal samples of mice were collected for 16S rRNA sequencing, and then subjected to bioinformatic analysis. Results Compared to METH group, the percentage and number of white blood cells and lymphocytes were significantly increased （ P < 0.05）, while the number of neutrophils decreased in SLBZS+METH group （P < 0.05）, which indicated that SLBZS can enhance immunity and reduce the inflammatory response of METH-treated mice. The data of 16S rRNA sequencing indicated that the number of Operational Taxonomic Unit （OTU） of gut microbiota decreased in the METH group, which was characterized by the presence of pathogenic bacteria including Proteus mirabilis, Bittarella_massiliensis, Acinetobacter calcoacetate, etc. SLBZS administration increased the OTU number of gut microbiota, functional abundance of metabolism related to carbohydrates, cofactors, vitamins, amino acids, cell activity, and environmental adaptation. Conclusion SLBZS improves the immune response and the composition and function of gut microbiota in METH-treated mice.
- Shen-ling-bai-zhu-san /
- Methamphetamine /
- Gut microbiota

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图 1 小鼠肠道微生物种群组成示意图

A：韦恩图显示独有和重叠OTU的数目；B：柱状图，柱子上的数值表示OTU的总数；C：各组小鼠独有和共有物种的数量

Figure 1. The schematic diagram of intestinal microflora in mice

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图 2 小鼠肠道微生物种群富集功能柱状图

A：代谢途径；B：细胞过程和环境信息处理途径；C：有机系统途径；D：人类疾病途径。

Figure 2. The histograms of enriching functions from mice intestinal microflora

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表 1 小鼠外周血免疫和生化指标的变化（中位数（范围），n = 5）

Table 1. The change of immune and biochemical indices in three mice groups （Medians with range，n = 5）

检测指标	saline组	METH组	SLBZS + METH组	P （saline vs METH）	P （saline vs SLBZS+ METH）	P （METH vs SLBZS+ METH）
白细胞（×10⁹/L）	6.22 （5.73～8.57）	3.31 （2.42～5.29）	6.82 （4.76～7.50）	0.004^^	0.728	0.015^*
中性粒细胞（%）	5.50 （5.20～7.10）	10.30 （8.10～15.00）	9.30 （2.10～15.10）	0.024	0.467	0.340
中性粒细胞（×10⁹/L）	0.25 （0.16～0.32）	0.67 （0.44～0.92）	0.40 （0.10～0.64）	0.021^*	0.380	0.008^^
淋巴细胞（%）	94.50 （92.90～94.80）	89.60 （85.00～90.90）	90.70 （84.60～97.50）	0.012^*	0.457	0.546
淋巴细胞（×10⁹/L）	5.86 （5.24～8.11）	3.01 （2.22～4.88）	4.77 （3.32～6.80）	0.020^*	0.310	0.161
红细胞（×10¹²/L）	12.34 （11.21～12.67）	11.85 （11.78～12.10）	12.13 （11.70～13.07）	0.580	0.783	0.332
血红蛋白浓度（g/L）	177 （173～188）	175 （169～177）	180 （170～187）	0.368	0.998	0.515
红细胞比容（L/L）	0.69 （0.62～0.73）	0.67 （0.63～0.68）	0.66 （0.65～0.70）	0.571	0.876	0.625
红细胞压积（Fl）	55.70 （55.20～57.50）	56.00 （53.20～56.50）	64.60 （53.60～55.70）	0.656	0.117	0.317
平均血红蛋白量（pg）	14.40 （14.30～14.80）	14.50 （14.30～14.80）	14.50 （14.30～14.80）	0.987	0.615	0.989
红细胞血红蛋白浓度（g/L）	259 （253～263）	258 （257～268）	264 （261～272）	0.887	0.062	0.445
红细胞体积分布宽度（CV %）	21 （20～21）	21 （21～22）	21 （21～23）	0.334	0.178	0.382
红细胞体积分布宽度（SD %）	25 （23～27）	27 （25～29）	25 （24～27）	0.264	0.966	0.303
血小板（×10⁹/L）	1217 （1073-1640）	1270 （1126-1412）	1222 （950-1386）	0.996	0.602	0.589
降钙素原（%）	0.90 （0.62～1.15）	0.85 （0.78～1.00）	0.76 （0.62～0.82）	0.998	0.331	0.175
血小板平均容积（fL）	6.70 （6.70～7.50）	6.90 （6.70～7.10）	6.50 （5.50～6.80）	0.959	0.243	0.147
血小板体积分布宽度（fL）	7.20 （7.10～8.60）	7.30 （7.20～7.70）	7.10 （6.80～7.10）	0.769	0.208	0.143
大型血小板比率（%）	4.70 （3.90～5.80）	5.10 （4.00～6.40）	3.80 （3.10～4.40）	0.911	0.010^*	0.140
^P < 0.05，^*P < 0.01。

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表 2 小鼠共有和独有的肠道微生物物种的注释

Table 2. The annotation of common and exclusive species of gut microflora in three mice groups

范围	物种（Species）
saline、SLBZS + METH共有	葡萄球菌（Staphylococcus_sp），耐盐咸海鲜球菌（Jeotgalicoccus_sp_M3T9B12），乳杆菌（Lactobacillus_sp_C4I9），消化乳杆菌（Lactobacillus_alimentarius），多形拟杆菌（Bacteroides_thetaiotaomicron），普通拟杆菌（Bacteroides_vulgatus），瘤胃梭菌（Ruminiclostridium_sp_KB18）
METH仅有	奇异变形杆菌（Proteus mirabilis），另枝菌（Alistipes_indistinctus_YIT_12060），乙酸钙不动杆菌（Acinetobacter calcoaceticus），芽孢杆菌（Bittarella_massiliensis），沙克乳酸杆菌（Lactobacillus sakei），动物双叉乳酸杆菌（Bifidobacterium animalis），詹氏乳杆菌（Lactobacillus jensenii）
METH、SLBZS + METH共有	谷氨酸棒状杆菌（Corynebacterium_glutamicum），豚双歧杆菌（Bifidobacterium_choerinum），嗜酸乳杆菌（Lactobacillus_acidophilus），乳酪棒杆菌（Corynebacterium_casei），放线菌（Enteractinococcus_viverrae），乳酸乳球菌（Lactococcus_lactis），黄色瘤胃球菌（Ruminococcus_flavefaciens），表皮短杆菌（Brevibacterium_epidermidis），双岐杆菌（Bifidobacterium_sp_MC_8），另枝菌（Alistipes_obesi），耳蜗形梭菌（Clostridium_cocleatum），同型产乙酸菌（Blautia_coccoides），分节丝状菌（Candidatus_Arthromitus_sp_SFB-mouse-Japan），沙氏别样杆菌（Alistipes_shahii_WAL_8301）

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表 3 小鼠肠道微生物的α多样性（$\bar x \pm s $）

Table 3. The alpha diversity of intestinal microflora in mice （$\bar x \pm s $）

参数	saline	METH	SLBZS ± METH
多样性指数（sobs）	2863.17 ± 128.79	2776.50 ± 211.26	2830.67 ± 94.37
香农指数（shannon）	9.13 ± 0.20	8.92 ± 0.32	8.96 ± 0.11
辛普森指数（simpson）	0.99 ± 0.00	0.99 ± 0.00	0.99 ± 0.00
Chao1指数	2863.17 ± 128.79	2776.50 ± 211.26	2830.67 ± 94.37
基于丰度的覆盖估计值（ACE）	2863.17 ± 128.79	2776.50 ± 211.26	2830.67 ± 94.37
覆盖率（coverage）	1.00 ± 0.00	1.00 ± 0.00	1.00 ± 0.00

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参考文献(23)

[1]	Li Y,Re G F,Zhao Y,et al. Messenger RNA expression profiles and bioinformatics analysis of mouse hippocampi during exercise alleviates methamphetamine dependence via mRNA profile change in hippocampi[J]. Ann Transl Med,2022,10(18):957. doi: 10.21037/atm-22-450
[2]	Li Y,Re G F,Zhao Y,et al. Long-term exercise at different intensities can reduce the inflammatory response in the brains of methamphetamine-treated mice[J]. Biochem Biophys Res Commun,2022,613:201-206. doi: 10.1016/j.bbrc.2022.05.042
[3]	Persons A L,Bradaric B D,Dodiya H B,et al. Colon dysregulation in methamphetamine self-administering HIV-1 transgenic rats[J]. PLoS One,2018,13(1):e0190078. doi: 10.1371/journal.pone.0190078
[4]	Pang L,Wang Y. Overview of blood-brain barrier dysfunction in methamphetamine abuse[J]. Biomed Pharmacother,2023,161:114478. doi: 10.1016/j.biopha.2023.114478
[5]	Kevil C G,Goeders N E,Woolard M D,et al. Methamphetamine Use and Cardiovascular Disease[J]. Arterioscler Thromb Vasc Biol,2019,39(9):1739-1746. doi: 10.1161/ATVBAHA.119.312461
[6]	Qu Q,Li S P,Dong Q,et al. Transcriptome profiling Revealed the potential mechanisms of Shen Lin Bai Zhu San n-butanol extract on DSS induced Colitis in Mice and LC-MS analysis[J]. Phytomedicine,2023,110:154645. doi: 10.1016/j.phymed.2023.154645
[7]	邓頔, 赵敏. 肠道微生物与物质依赖关系的研究进展. 上海交通大学学报（医学版） [J]. 2019;39（3）: 322-326.
[8]	Ma Q,Ouyang Y,Meng F,et al. A review of pharmacological and clinical studies on the application of Shenling Baizhu San in treatment of Ulcerative colitis[J]. J Ethnopharmacol,2019,244:112015.
[9]	Feng J,Dai W,Zhang C,et al. Shen-ling-bai-zhu-san ameliorates inflammation and lung injury by increasing the gut microbiota in the murine model of Streptococcus pneumonia-induced pneumonia[J]. BMC Complement Med Ther,2020,20:159. doi: 10.1186/s12906-019-2780-5
[10]	Zou X,Huang H,Yang L,et al. Methamphetamine consumption and life-threatening abdominal complications: A case report[J]. Medicine (Baltimore),2018,97(18):e0647.
[11]	Sun J,Chen F,Chen C,et al. Intestinal mRNA expression profile and bioinformatics analysis in a methamphetamine-induced mouse model of inflammatory bowel disease[J]. Ann Transl Med,2020,8(24):1669. doi: 10.21037/atm-20-7741
[12]	Li Y,Kong D,Bi K,et al. Related effects of methamphetamine on the intestinal barrier via cytokines,and potential mechanisms by which methamphetamine may occur on the brain-gut axis[J]. Front Med (Lausanne),2022,9:783121.
[13]	Chao L,Li Z,Zhou J,et al. Shen-ling-bai-zhu-san improves dextran sodium sulfate-induced colitis by inhibiting caspase-1/caspase-11-mediated pyroptosis[J]. Front Pharmacol,2020,11:814. doi: 10.3389/fphar.2020.00814
[14]	Ning T,Gong X,Xie L,et al. Gut microbiota analysis in rats with methamphetamine-induced conditioned place preference[J]. Front Microbiol,2017,8:1620. doi: 10.3389/fmicb.2017.01620
[15]	Wang L B,Xu L L,Chen L J,et al. Methamphetamine induces intestinal injury by altering gut microbiota and promoting inflammation in mice[J]. Toxicol Appl Pharmacol,2022,443:116011.
[16]	Nakamoto N,Sasaki N,Aoki R,et al. Gut pathobionts underlie intestinal barrier dysfunction and liver T helper 17 cell immune response in primary sclerosing cholangitis[J]. Nat Microbiol,2019,4(3):492-503. doi: 10.1038/s41564-018-0333-1
[17]	Parker B J,Wearsch P A,Veloo A C M,et al. The genus alistipes: gut bacteria with emerging implications to inflammation,cancer,and mental health[J]. Front Immunol,2020,11:906. doi: 10.3389/fimmu.2020.00906
[18]	Glover J S,Browning B D,Ticer T D,et al. Acinetobacter calcoaceticus is well adapted to withstand intestinal stressors and modulate the gut epithelium[J]. Front Physiol,2022,13:880024. doi: 10.3389/fphys.2022.880024
[19]	Quaresma M,Damasceno S,Monteiro C,et al. Probiotic mixture containing lactobacillus spp and bifidobacterium spp. attenuates 5-fluorouracil-induced intestinal mucositis in mice[J]. Nutr Cancer,2020,72(8):1355-1365. doi: 10.1080/01635581.2019.1675719
[20]	Luo Y,Zhu F,Wu J,et al. Effect of shenling baizhu san on intestinal flora in a rat model of ulcerative colitis with spleen deficiency and dampness[J]. Evid Based Complement Alternat Med,2022,2022:9985147.
[21]	Li X,Li K,Zhu Z,et al. Exercise regulates the metabolic homeostasis of methamphetamine dependence[J]. Metabolites,2022,12(7):606.
[22]	Xue H,Ma J,Wang Y,et al. Shen-ling-bai-zhu-san (SL) and SL derived-polysaccharide (PL) ameliorate the severity of diarrhea-induced by high lactose via modification of colonic fermentation[J]. Front Pharmacol,2022,13:883355. doi: 10.3389/fphar.2022.883355
[23]	Zhang S,Lin L,Liu W,et al. Shen-ling-bai-zhu-san alleviates functional dyspepsia in rats and modulates the composition of the gut microbiota[J]. Nutr Res,2019,71:89-99. doi: 10.1016/j.nutres.2019.10.001

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[1]	王艾云, 王雨婷, 蔡静, 倪若妍, 罗彩莹, 喻卓, 陈鹏. 肠道菌群及其代谢产物在动脉粥样硬化发生发展中的作用, 昆明医科大学学报.
[2]	牛俊杰, 姬文娟, 于拽拽. 肠道菌群、血清ET、PCT水平与脓毒症病情程度、预后的相关性, 昆明医科大学学报. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20240420
[3]	李媛媛, 宋亚贤, 徐玉善, 曾晓甫, 袁惠, 徐兆, 江艳. 肠道菌群代谢物TMAO与非酒精性脂肪性肝病的关系, 昆明医科大学学报. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20240210
[4]	邓绍友, 赵玉兰, 王佩锦, 李蓉, 李进涛, 郑红. 恒古骨伤愈合剂联合广谱抗生素改善db/db小鼠胰岛素抵抗和肠道菌群, 昆明医科大学学报. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20230530
[5]	梁彩红, 孟明耀, 李欣欣, 熊晶晶, 李檬, 刘梅, 侯宗柳, 黄永坤. 肠道菌群代谢物脱氧胆酸对人脐带间充质干细胞hUC-MSCs增殖及细胞周期的影响, 昆明医科大学学报. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20230402
[6]	李露, 田云粉. 肠道菌群与儿童非酒精性脂肪性肝病的研究进展, 昆明医科大学学报. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20230708
[7]	李丹, 万绪莲, 李律宇, 云宇, 罗光云, 刘韦兵, 林公府, 李宁, 黎勇坤, 段为钢. 尿酸酶缺失大鼠肠道菌群的变化, 昆明医科大学学报. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20230205
[8]	毛俊鸿, 鲁丹枫, 徐玉, 代毅聪, 张哲瑞, 李悦, 王昆华. 甲基苯丙胺改变成瘾小鼠突触可塑性基因的甲基化修饰, 昆明医科大学学报. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20220121
[9]	刘四香, 黄永坤, 王明英, 胡红卫, 马敏, 凌昱. 功能性便秘患儿的肠道菌群分析及治疗干预, 昆明医科大学学报. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20220309
[10]	朱婷娜, 刘鹏亮, 董文娟, 于浩, 吴亚梅, 黄兆奎, 洪仕君, 赵永娜. 不同剂量天麻素对甲基苯丙胺依赖大鼠条件位置偏爱及海马小胶质细胞激活的影响, 昆明医科大学学报. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20210502
[11]	李媛媛, 李娟, 杨根梦, 黄俭, 刘柳, 沈宝玉, 王婵, 许悦, 林纾丞, 曾晓锋. 甲基苯丙胺神经毒性作用及机制的研究进展, 昆明医科大学学报. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20210210
[12]	王一航, 洪仕君, 钟磊磊, 解润芳, 彭艳霞, 李利华. DA、5-HT及MAO在甲基苯丙胺和氯胺酮联合滥用依赖大鼠CPP效应中的表达量变化, 昆明医科大学学报.
[13]	梁睿, 淳于纬训, 沈焘, 孙乐, 李云峰. 肠道菌群和免疫在结直肠肿瘤中作用研究进展, 昆明医科大学学报.
[14]	薛平燕, 江艳, 徐玉善, 袁惠, 李璇, 宋亚贤, 刘华. 肠道菌群结构在非酒精性脂肪性肝病患者中的改变, 昆明医科大学学报. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20201120
[15]	黄兆奎, 石振金, 吴亚梅, 周一卿, 陈立方, 王一航, 闫倩文, 张枫弋, 赵永娜, 李利华, 洪仕君. 甲基苯丙胺不同给药时程及天麻素的干预对建立大鼠条件性位置偏爱模型的影响, 昆明医科大学学报.
[16]	杨金凤, 蒙国懿, 黄兆奎, 洪仕君, 李利华, 邢豫明, 赵永娜. 甲基苯丙胺对大鼠海马5-HT、IL-6及NF-κB表达的影响, 昆明医科大学学报.
[17]	李艳明, 郑艳珍, 张冬先, 李娟, 杨根梦, 何永旺, 周一卿, 曾晓锋, 李桢. 甲基苯丙胺与HIV-Tat蛋白协同致大鼠纹状体NMDA受体NR2B亚基和iNOS的表达, 昆明医科大学学报.
[18]	蒙国懿, 隋念含, 杨金凤, 边立功, 洪仕君, 李利华, 赵永娜. 甲基苯丙胺对大鼠海马TNF-α、IL-1β及CD22表达的影响, 昆明医科大学学报.
[19]	杨金凤, 蒙国懿, 隋念含, 边立功, 洪仕君, 李利华, 赵永娜. 甲基苯丙胺对大鼠海马DA、5-HT及TNF-α表达的影响, 昆明医科大学学报.
[20]	曾柏瑞. 甲基苯丙胺与HIV-Tat蛋白协同改变大鼠血脑屏障通透性的氧化应激作用机制, 昆明医科大学学报.