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背景和目的 低氧应激能够引起机体一系列生理的适应性变化。研究发现低氧环境中下丘脑-垂体-甲状腺(hypothalamus-pituitary-thyroid,HPT)轴的激素、神经递质、小分子等含量会发生变化,参与机体对低氧应激的生理调节。已报道机体肠道菌群结构在低氧环境下会发生变化,并通过调节代谢产物影响宿主的生理功能。但目前低氧环境下HPT轴与肠道菌群间的相互作用未见报道,故本文通过构建低压低氧动物模型,探讨低氧对HPT轴与肠道菌群的影响及其相互作用。方法 采用低压低氧舱模拟海拔5500米高原环境,构建成年雄性SD大鼠低氧模型,设置1、3、7、14、21和28天低氧组,并设置1天和3天低氧后常氧恢复组。各组均记录大鼠每日体重和摄食。各组样品采集:麻醉后心脏采血、取甲状腺、垂体组织和粪便。ELISA检测血清HPT轴及HPA轴的一系列激素水平,HE染色观察甲状腺形态。实时荧光定量PCR和蛋白免疫印迹实验检测垂体及甲状腺中HPT轴激素受体、脱碘酶 2(deiodinase 2,DIO2)和低氧诱导因子 1α(hypoxia-inducible factor-1α,HIF-1α)表达,16s rDNA测序分析粪便肠道菌群,液相色谱-质谱分析检测3天组大鼠粪便及其血清中代谢产物,将肠道菌群菌属丰度及其代谢产物与HPT轴激素进行相关性分析。结果 模拟海拔5500米低压低氧环境使大鼠体重和摄食显著降低(p<0.001)。1和3天低氧组大鼠血清促甲状腺素释放激素(thyrotropin releasing hormone,TRH)和促甲状腺激素(thyroid stimulating hormone,TSH)显著降低(p<0.05),总甲状腺素(total thyroxine,TT4)、总三碘甲状腺原氨酸(total triiodothyronine,TT3)、游离甲状腺素(freethyroxine,FT4)和游离三碘甲状腺原氨酸(freetriiodothyronine,FT3)显著增加(p<0.05),TSH受体、DIO2和HIF-1α的mRNA表达显著增加(p<0.05),副拟杆菌属(Parabacteroides)、乳酸杆菌属(Lactobcacillus)、丁酸球菌属(Butyricimonas)、拟杆菌属(Bacteroides)、臭味杆菌属(Odoribacter)和 RC4-4菌属丰度显著增加(p<0.05),普氏菌属(Prevvotella)丰度显著降低(p<0.05),上述变化常氧可恢复,粪便和血清共同代谢物显著降低(p<0.05)。杜松萜烯与RC4-4菌属和TRH均呈显著正相关(p<0.05)。14、21和28天组低氧大鼠甲状腺低活性滤泡显著增加,血清TRH和TSH显著下降(p<0.05),TT4和TT3显著增加(p<0.05)。Parabacteroides、球毛菌属(Sphaerochaeta)、阿克曼氏菌属(Akkermansia)、迷踪菌属(Elusimicrobium)丰度显著增加(p<0.05),Lactobacillus和萨特氏菌属(Sutterella)显著降低(p<0.05)。Butyricimonas,Elusimicrobium,Sutterella与 TRH,TSH 显著负相关(p<0.05),Prevotella,Bacteroides,Odoribacter,Parabacteroides 分别与 TSH,TT4,TT3,FT4 显著相关(p<0.05),Lactobacillus 与 TRH,TSH,FT4 显著相关(p<0.05),Akkermansia 与 TRH,FT4 显著相关(p<0.05),RC4-4 菌属与 TSH,TT3显著相关(p<0.05)。结论 模拟海拔5500米低压低氧应激使SD大鼠甲状腺功能发生与低氧环境相适应的变化,且变化程度与低氧应激时间有关。低氧应激显著改变大鼠肠道中菌属结构及部分菌属相对丰度,引起大鼠粪便和血清中部分代谢产物含量显著变化。对肠道菌群及其代谢产物与HPT轴激素的相关性分析表明,低氧环境下大鼠肠道菌群的代谢产物可能通过循环系统影响HPT轴,从而使血清TRH、TSH、TT4、TT3、FT4、FT3的水平发生改变。