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为探究骨桥蛋白（OPN）对肠道基因表达和微生物群的影响，研究人员构建 Spp1 条件性敲除小鼠模型开展研究。结果显示，Spp1 基因敲除影响肠道黏液层、基因表达和微生物群。该研究为肠道疾病治疗提供新思路。
在人体这座复杂的 “小宇宙” 里，肠道就像一个神秘而重要的 “王国”，里面居住着数不清的微生物 “居民”，它们与人体健康息息相关。骨桥蛋白（Osteopontin，OPN）作为一种在体内有着重要功能的蛋白质，由分泌型磷蛋白 1（secreted phosphoprotein 1，Spp1）基因编码，它在免疫调节、炎症反应和细胞黏附等方面发挥着关键作用。然而，它对肠道基因表达和肠道微生物群的影响，却如同隐藏在迷雾中的宝藏，一直未被人们完全探索清楚。
肠道健康关乎整体健康，肠道内基因表达的异常以及微生物群的失衡，都可能引发各种肠道疾病，如结肠炎等。了解 OPN 在肠道中的作用机制，对于揭示肠道疾病的发病机制和寻找新的治疗方法至关重要。在这样的背景下，内蒙古农业大学的研究人员决心揭开这层神秘的面纱，开展了一项针对肠道特异性 Spp1 条件性敲除小鼠的研究，相关成果发表在《Current Microbiology》杂志上。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先构建了肠道特异性 Spp1 条件性敲除小鼠模型，通过将雄性 Spp1[flox/flox]小鼠与雌性 Spp1[lo/fo:,Villlm]小鼠杂交获得实验动物。然后，运用转录组分析技术，对小鼠结肠组织的基因表达进行检测；利用宏基因组测序技术，分析小鼠肠道微生物群的结构和功能变化。同时，通过组织学染色观察结肠黏液层的变化。
研究结果如下：
- Spp1 基因敲除对小鼠结肠黏液层的影响：通过阿尔辛蓝 - 过碘酸希夫（Alcian Blue - Periodic Acid - Schiff，AB - PAS）染色发现，Spp1 基因肠道特异性条件性敲除小鼠（CKO 组）的结肠黏液层明显变薄，染色强度减弱，这表明 OPN 对维持肠道黏液层的结构和功能至关重要，黏液层变薄可能会削弱肠道屏障功能，增加感染和炎症的易感性。
- Spp1 条件性敲除小鼠结肠组织基因表达模式的变化：转录组测序分析显示，与野生型（WT）小鼠相比，CKO 组小鼠结肠组织中有 169 个基因表达发生显著差异，其中 115 个基因上调，54 个基因下调。基因本体（Gene Ontology，GO）功能富集和京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes，KEGG）分析表明，这些差异表达基因主要与细胞黏附、免疫反应和脂质代谢等过程相关。例如，参与炎症和信号传导的 C3、Adora1 和 Cdh3 等基因在 CKO 组中显著上调，而与脂质代谢和细胞黏附相关的 Pla2g12b、Gcnt3 和 Adra2a 等基因则显著下调。这说明 Spp1 基因缺失会影响肠道的消化吸收、脂质代谢和免疫反应功能，改变肠道基因表达模式，进而影响结肠组织的功能，增加患结肠炎等肠道疾病的风险。
- Spp1 基因条件性敲除对小鼠肠道微生物群结构和组成的影响：微生物多样性分析发现，CKO 组小鼠肠道微生物群的 α - 多样性有增加趋势，但两组间香农（Shannon）和辛普森（Simpson）指数无显著差异。Bray - Curtis 距离分析显示，CKO 组和对照组的肠道微生物群结构存在明显差异。进一步分析发现，CKO 组中 Akkermansia muciniphila 等有益菌的丰度显著降低。同时，通过 HUMAnN2 软件对肠道微生物群功能进行注释，发现有 25 条代谢途径在两组间存在显著差异，其中 8 条与脂肪酸生物合成和代谢相关。这表明 OPN 可能通过影响肠道微生物群的结构和功能，间接调节宿主的代谢和生理状态。
- Spp1 基因条件性敲除诱导的小鼠肠道组织基因表达与微生物群组成的协同变化：通过 Spearman 相关性分析发现，肠道微生物群的相对丰度与小鼠结肠组织中差异表达基因之间存在复杂的相互关系。例如，C3 和 Abi3bp 与 Pusillibacter faecalis 呈正相关，Gcnt3 与 Duncaniella dubosii 呈负相关，A. muciniphila 与 proprotein convertase subtilisin/kexin type 9（Pcsk9）呈强负相关等。这进一步揭示了宿主基因与肠道微生物之间的紧密联系。
在研究结论和讨论部分，研究表明 OPN 在维持肠道内环境稳定方面起着多方面的重要作用。它不仅可以调节宿主基因表达，还能影响微生物代谢途径和免疫微环境。然而，研究也存在一些局限性，如样本量较小，仅研究了 2 个月大的小鼠，未涉及其他生理阶段等。尽管如此，该研究为 OPN 在肠道基因 - 微生物群相互作用中的核心作用提供了关键证据，提出了通过免疫 - 代谢 - 微生物轴调节肠道内环境稳定的框架。这对于理解肠道疾病的发病机制具有重要意义，也为开发以微生物群为靶点的干预措施，如 OPN 补充疗法或益生菌疗法，提供了理论基础。未来研究可以进一步扩大样本量，研究不同年龄和生理状态下 OPN 的作用，探索 OPN 补充和益生菌干预的具体效果，从而为肠道疾病的治疗和预防开辟新的道路。
