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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