目的肠道菌群与人体健康密切相关,肠道菌群的紊乱会引发一系列疾病。相关研究显示膳食营养对肠道菌群有着显著影响,通过膳食营养调节肠道菌群以此来达到预防疾病,维护人体健康状况。本研究通过不同核黄素含量的饲料饲喂大鼠,构建核黄素营养不良动物模型,以此探究不同核黄素营养水平对大鼠肠道菌群组成及菌落结构的影响。方法1.将36只雄性Wistar大鼠按体重随机分为正常对照组(normal control group,NC),核黄素缺乏组(riboflavin deficiency group,RD),核黄素不足组(riboflavin Pathogens infectioninsufficiency group,RI)和核黄素缺乏对喂组(riboflavin deficiency pair-fed group,PF),分别喂养核黄素含量6mg/kg、<1mg/kg、3mg/kg和6mg/kg的AIN-93M合成饲料3个月,记录大鼠每日摄食量和每周的体重变化。2.测定肝脏中核黄素、FAD、FMN含量以及血清中核黄素浓度与GR活性,判断模型成功与否。3.通过气相色谱与质谱联用法测定肠道内容物中乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、异丁酸、异戊酸含量。4.测定血清中DAO活性以及LPS、D-LA水平评价肠道屏障功能;通过HE染色观察结肠黏膜结构变化;通过免疫组化,评价肠道黏膜紧密连接蛋白表达情况。5.通过16SrRNA高通量测序,评价核黄素营养不良对肠道菌群在门、纲、目、科、属不同分类水平上的影响以及潜在生物学意义。结果1.与NC组相比,RI组实验动物的摄食量及平均体重并没有发生显著变化,依然保持平稳上升趋势;从第2周开始,与NC组的大鼠相比较,RD组动物摄食量降低13.14%,体重降低5.47%,PF组体重降低3.61%。实验结束时RD组动物摄食量下降22.42%,体重降低27.18%,PF组体重降低22.78%,但PF组大鼠的体重下降速率明显地低于RD组大鼠。2.与NC组相比,RD组大鼠血清GR活性显著降低了37.8%,PF组显著降低29.2%;与PF组相比,RD组的大鼠的GR活性降低了12%,但没有显著性差异。与NC组相比,RD组大鼠血清核黄素浓度显著降低85.36%;与PF组相比,RD组大鼠血清核黄素浓度显著降低85.5%。与NC组相比,RD组大鼠肝脏的核黄素含量降低了67.65%,而PF组大鼠肝脏核黄素含量降低7.5%;与NC组相比,RD组的大鼠肝脏FAD和FMN的含量分别降低了36.52%和65.79%,肝脏中FAD、FMNCeralasertib化学结构含量的变化与肝脏中的核黄素浓度变化趋势一致。3.在大鼠结肠内容物中短链脂肪酸含量最高的是乙酸(Acetic),其次为丙酸(Propionic),含量最少的是异戊酸(Valeric)。与NC组相比,RD、RI组乙酸(Acetic)、丙酸(Propionic)、丁酸(Isobutyric)、戊酸(Butyric)、异丁酸(Isovaleric)、异戊酸(Valeric)含量降低50%以上(P<0.05);与PF组相比,RD组乙酸、丙酸、异戊酸含量显著降低(P<0.05);PF与NC组相比,丁酸、戊酸、异丁酸、异戊酸含量显著降低(P<0.05)。4.与NC组相比,RD、RI组血清DAO活性和LPS、D-LA含量均有所升高,其中RD组血清LPS、D-LA含量与NC组存在显著性差异(P<0.05),RI组与NC组相比有差异,但并不明显;与PF组相比,RD组的DAO活性以及LPS、DLA含量均有所升高,其中LPS含量在两组间存在显著性差异(P<0.05)。NC组大鼠结肠黏膜结构完整,肠腺完好且排列整齐,有完整的纹状缘。与NC组相比,RD和RI组均出现肠黏膜上皮细胞脱落,隐窝结构破坏,杯状细胞减少,肠黏膜下层变厚等情况,PF组肠黏膜结构无明显改变。与NC组相比,RD组的皱襞高度、肌层厚度显著降低(p<0.001),黏膜厚度有所增加,RI和PF变化无显著性差异。与NC组相比,RD组和RI大鼠Claudin-1蛋白表达显著减少(P<0.001);RI组ZO-1蛋白表达显著减少(P<0.05);与PF组相比,RD组大鼠Claudin-1蛋白表达显著减少(P<0.001),RI组表达量减少,但无显著性差异;ZO-1在RD、RI组中表达量有所减少,但无显著性差异。5.核黄素不足显著降低结肠细菌群落的丰度和多样性,表现为Shannon和Chao1指数降低。beta多样性分析显示,四组间存在显著的聚类。在门水平上,核黄素营养不良导致厚壁菌门和拟杆菌门相对丰度比值(F/B值)升高。在属水平上,核黄素营养不良会导致Prevotella＿9、[Eubacterium]＿fissicatena＿group、Holdemania、Parasutterella、Alloprevotella和Phascolarctobacteriuselleck PLX-4720m的相对丰度显著增加。结论1.核黄素营养不良会造成大鼠生长发育迟缓,进食量与体重显著下降;2.核黄素营养不良会导致血清及肝脏中核黄素及其衍生物含量下降,血清GR活性下降,表明核黄素营养不良大鼠模型构建成功;3.核黄素营养不良后,肠道内容物中短链脂肪酸(乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、异丁酸、异戊酸)含量显著降低;4.核黄素营养不良使肠黏膜结构发生损伤,降低肠道屏障功能,血清DAO活性以及LPS、D-LA含量升高,杯状细胞减少,肌层厚度降低,皱襞高度降低,黏膜厚度增加,同时会使紧密连接蛋白ZO-1、Claudin-1表达量降低等;5.核黄素营养不良会显著降低结肠细菌群落的丰度和多样性,导致肠道菌群出现紊乱,增加有害菌丰度,影响肠道健康。