目的:明确抗生素诱导的肠道菌群紊乱在脑缺血再灌注小鼠中的认知损伤作用,初步探讨菌群代谢产物氧化三甲胺在神经元铁死亡中的作用及机制。方法:首先,48只8周龄雄性C57/BL-6小鼠通过简单随机法分为空白组(CON)、抗生素处理组(ABX)、脑缺血再灌注组(CIR)及抗生素+脑缺血再灌注组(ACIR),各组n=12。混合抗生素随饮水给予4周后采集小鼠粪便用于进行肠道微生物分析及代谢产物TMAO检测,随后采用双侧颈动脉夹闭进行手术造模。通过Longa评分在术后一天评估神经功能缺损并通过水迷宫、新物体识别试验于术后三天检测小鼠认知行为学功能。然后,另取48只8周龄雄性C57/BL-6小鼠随机等分为空白组(CON)、脑缺血再灌注组(CIR)、TMAO腹腔注射+脑缺血再灌注组(TMAO)及塞来昔布腹腔注射+TMAO+脑缺血再灌注组(CELE)。TMAO术前1周给药,塞来昔布于术前3天给药,每天一次,分别持续1周。于术后第三天检测认知行为学,检测完毕立即处死小鼠,眼动脉取血,收集脑组织,分离海马标本。通过ELISA检测海马组织炎症因子IL-1β、IL-6及TNF-α;使用微量法检测海马组织MDA及GSH;应用WB检测PTGS2及GPX4蛋白表达量。结果:Longa评分显示脑缺血再灌注(CIR)将造成小鼠神经功能缺损(与CON组比,P<0.05),而抗生素的使用将会加剧这种损伤(与CON组比,P<0.01与CIR组比,P<0.05)。行为学结果进一步证实了CIR造成小鼠认知功能损伤,抗生素使用进一步加重认知功能损伤,与CON组比较,CIR组与ACIR组小鼠在水迷宫和新物体识别实验中显示出潜伏期增加、穿越平台次数和目标区域限停留时间降低、物体识别指数下降(P<0.01,P<0.01)。与CIR组比较与ACIR组小鼠显示出更长的潜伏期、更少的穿越平台次数和目标区域限停留时间、物体识别指数进一步降低(P<0.05)。微生物多样性分析结果提示,抗生素的使用重塑了小鼠肠道的微生物组成、结构以及物种丰富度,显著降低了小鼠肠道微生物的α-多样性和β-多样性(P<0.05),ABX组中显著增多的菌主要有毛螺菌科(Lachnospiraceae)、拟杆菌科(Bacteroidaceae)、坦纳菌科(Tannerellaceae),而乳杆菌科(Lactobacillaceae)丰度显著下降(P<0.01)。ELISA结果显示,与CON组比较,ABX组、ACIR组小鼠术后血浆TMAO水平升高(P<0.01),与ABX组相比,ACIR组血浆TMAO进一步升高,且差异具有统计学意义(P<0.01)。进一步的研究显示,与CIR组小鼠比较,TMAO组小鼠在CIR后在水迷宫及新物体识别实验中潜伏期增加、穿越平台次数和目标区域限停留时间降低、物体识别指数下降(P<0.05),这种认知损害在使用PTGS2抑制剂塞来昔布干预的CELE组中被逆转(P<0.05)。ELISA检测海马组织炎症因子显示,与CON组比较,CIR组、TMAO及CELE小鼠TNF-α、IL-1β、IL-6显著上升(P<0.01)。与CIR组比较,TMAO组TNF-α、IL-1β、IL-6进selleckchem Docetaxel一步升高(P<0.05)。与TMAO组相比CELE组中TNF-α、IL-1β、IL-6表达降低(P<0.01),与CIR组比较,CELE组小鼠海马TNF-α表达无显著差(P>0.05),IL-1β、IL-6水平显著降低(P<0.05)。上述结果说明,CIR造成海马炎症因子上调,TMAO加重炎症,但是可以被PTGS2抑制剂塞来昔布部分逆转。对铁死亡关键指标的检测显示,与CON组比较,CIR组、TMAO组小鼠海马组织GSH水平降低、MDA水平升高(P<0.01),CELE组小鼠海马GSH水平无显著差异(P>0.05),MDA含量升高(P<0.01)。与CIR组比较,TMAO组小鼠海马GSH水平降低、MDA水平升高(P<0.01Erdafitinib细胞培养)。最后WB结果显示,与CON组HIV-related medical mistrust and PrEP比较,CIR组、TMAO组及CELE组小鼠海马PTGS2蛋白质表达上调,GPX4蛋白质表达下调(P<0.05)。与CIR组比较,TMAO组PTGS2表达上调,GPX4表达下调(P<0.05),CELE组PTGS2及GPX4表达无显著差异(P>0.05)。与TMAO组比较,CELE组PTGS2表达下调,GPX4表达上调(P<0.05)。上述结果说明,CIR可导致小鼠海马神经元铁死亡,TMAO加重海马铁死亡并可被PTGS2抑制剂塞来昔布部分逆转。结论:抗生素诱导肠道菌群失调,肠源性代谢产物TMAO通过PTGS2炎症通路促进神经元铁死亡加重CIRI后认知功能损伤,予以PTGS2抑制剂塞来昔布可减轻TMAO造成的认知功能损伤。