试验设计

 采用5-7周龄的C57BL/6J品系小鼠作为试验研究对象，将小鼠分为三组。实验组的名称如下：假手术组（Sham）、模型组（TCA）和治疗组（TCA.Y）。饮食3周后，进行TAC手术，在手术后的8周内，A组（20只小鼠）继续食用最初的日粮，B组（20只小鼠）食用添加了2% XOS的日粮，C组（20只小鼠）食用添加了7% XOS的日粮。每组有3只小鼠接受假手术（开胸但不收缩主动脉），作为手术空白对照。实验结束后，采用16S rRNA基因测序进行肠道菌群分析。

试验结果

（1）XOS对心脏压力超负荷小鼠肠道菌群的影响

 如图1所示，Sham组和TCA组的优势细菌是乳酸杆菌和Dubosiella，而在TCA.Y组，优势细菌是乳酸杆菌和Alloprevotella（拟普雷沃氏菌属），其中Alloprevotella的相对丰度变化最为显著。

（2）XOS对心脏压力超负荷小鼠肠道微生物群α-多样性的影响

 如图2所示，各组的稀疏曲线最终趋于平稳，表明测序数据逐渐合理，数据量的增加不再影响α指数；与Sham组和TCA.Y组相比，TCA组的微生物群落复杂性更高。

（3）XOS对心脏压力超负荷小鼠肠道微生物群β-多样性的影响

 如图3所示，聚类分析表明，Sham组和TCA.Y组的关系最为密切（图3A）。Sham组和TCA.Y组的加权Unifrac距离显著大于TCA组（图3B-C）；各组之间的物种组成结构存在一定差异。

 如表1所示，组间差异超过了组内差异，说明分组是有意义的。

（4）LEfSe差异分析

 如图4所示，与Sham组相比，TCA组乳酸杆菌显著下调，而拟杆菌则显著上调；与TCA.Y组相比，Sham组乳酸杆菌明显下调，而lleibacterium明显上调；与TCA.Y组相比，TCA组脱硫弧菌属被上调，而leibacterium被大幅下调。在属的水平上，lleibacterium（有益菌）是TCA.Y组的生物标志物。在种的水平上，lleibacterium属中的Valens种是TCA.Y组的生物标志物。

（5）Tax4Fun功能预测

 如图5所示，与TCA组相比，TCA.Y组的DNA修复和重组蛋白、嘌呤代谢和嘧啶代谢等通路明显上调，而双组分系统和细菌运动蛋白则显著下调。

试验结论

 本文研究了XOS对心力衰竭小鼠肠道微生物群的影响，通过构建压力超负荷诱导的慢性心衰小鼠模型，并在其饮食中添加XOS，探究了XOS的作用机制。研究结果揭示了肠道微生物群与心力衰竭之间的潜在联系，补充XOS改善了压力超负荷小鼠肠道微生物群的平衡，增加了有益菌（如双歧杆菌和乳酸杆菌）的数量，同时降低了有害菌（如脱硫弧菌和肠球菌）的数量。以上结果表明，调节肠道微生物群可能是治疗心力衰竭的一种新策略。

参考资料：

Long J, Qi X, Tang Z, et al. Investigation of the effect of oligo-xylulose on the intestinal flora under pressure overload in mice based on 16S rRNA gene sequencing[J].Cellular and molecular biology, 2024, 70(1):164-170.