基于16S rDNA测序研究当归拈痛汤对膝骨关节炎小鼠肠道菌群的影响

目的：本研究旨在通过16S rDNA探讨当归拈痛汤调控肠道菌群进而治疗膝骨关节炎(KOA)的潜在作用机制。方法：将36只C57BL/6J小鼠采用前交叉韧带切断(ACLT)的方法构建膝骨关节炎疾病模型，并随机分为假手术组、模型组、当归拈痛汤低剂量组(0.819 g·kg-1)、当归拈痛汤中剂量组(1.638 g·kg-1)、当归拈痛汤高剂量组(3.276 g·kg-1)、美洛昔康组(0.975 mg·kg-1)，每组6只。除给药组外，假手术组与模型组均予生理盐水灌胃，连续干预4周后，分别收取小鼠粪便和完整膝关节，苏木素-伊红(HE)和番红O-固绿染色观察膝关节组织形态的病理改变；采用16S rDNA测序分析给药前后肠道微生物丰度、多样性变化及相对应的功能预测。结果：高剂量当归拈痛汤和美洛昔康可以明显缓解KOA小鼠的疼痛症状，改善关节结构的紊乱，维持膝关节软骨的完整性，提高关节软骨Ⅱ型胶原a1(Col2a1)表达，降低关节软骨基质金属蛋白酶-13(MMP-13)表达。16S rDNA结果显示，高剂量当归拈痛汤可调整肠道菌群物种丰富度与菌群结构，与假手术组比较，模型组中变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、瘤胃球菌属(Ruminococcus)、拟杆菌属(Bacteroides)丰度显著提高(P<0.05)，与模型组比较，当归拈痛汤组中这4种菌群丰富度显著降低；与假手术组比较，模型组疣微菌门(Verrucomicrobia)、颤螺菌属(Oscillospira)和阿克曼氏菌属(Akkermansia)丰度明显降低(P<0.05)，与模型组比较，当归拈痛汤组中这三类菌群丰度明显升高(P<0.05)。对差异菌属进行功能学通路预测发现，各组间差异物种涉及到丰度较高的代谢通路主要涉及到生物合成及前体代谢物和能量的产生，包括氨基酸生物合成、核苷和核苷酸生物合成、辅因子、假体基团、电子载体和维生素生物合成。结论：当归拈痛汤能够有效保护关节软骨，延缓KOA疾病进展，可能是通过调节肠道菌群结构、促进益生菌、抑制有害致病菌生长实现的。