增强的环境复杂性加重雌性小鼠实验性结肠炎并扰乱微生物群—肠—脑轴信号传导

溃疡性结肠炎（ulcerative colitis，UC）是一种以结肠炎症和血性腹泻为特征的慢性炎症性疾病。越来越多的证据表明，UC不仅影响肠道，还会累及包括大脑在内的远隔器官。环境因素是决定疾病进程的关键因素，然而，生活环境复杂性在结肠炎期间对微生物群—肠—脑轴信号传导的影响及其潜在疾病修饰作用仍不明确。为填补这一空白，我们研究了增强环境复杂性（enhanced environmental complexity，EC）如何影响小鼠实验性结肠炎的病程及肠—脑轴信号传导。 我们的结果显示，EC会加重雌性小鼠中由葡聚糖硫酸钠（dextran sulphate sodium，DSS）诱导的结肠炎，但在雄性小鼠中未见此现象，表现为更明显的体重下降和更高的疾病活动度。沿肠—脑轴进行的免疫细胞谱分析显示，DSS处理对结肠、循环系统和脑内免疫细胞群具有显著影响，而EC可限制中枢神经系统（central nervous system，CNS）T细胞浸润。此外，雌性EC/DSS小鼠的循环皮质酮水平高于对照组，提示存在慢性应激。 沿肠—脑轴开展的代谢组学分析表明，EC会加重结肠炎所致的血浆、脑组织、脑间质液和脑脊液中的代谢物扰动。值得注意的是，EC/DSS小鼠中源自微生物群的代谢物，包括脱氧胆酸和氧化三甲胺-N-氧化物（trimethylamine-N-oxide，TMAO）水平升高，这与EC相关的微生物组变化及焦虑样行为一致。总体而言，本研究表明，EC会加重雌性小鼠的实验性结肠炎，并使结肠炎期间的微生物群—肠—脑轴信号传导趋向于一种较不利的状态。从转化医学角度看，本研究强调了环境因素对于UC性别特异性病程及其相关神经行为共病的重要性。

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增强的环境复杂性加重雌性小鼠实验性结肠炎，并扰乱微生物群—肠—脑轴信号传导

Giulia Petracco， Isabella Faimann， Eva Gruden， Melanie Kienzl， Elmar Zuegner， Fernanda Monedeiro， Christina Kumpitsch， Eva Tatzl， Guenther Rauter， Sabine Obermueller， Thomas Altendorfer-Kroath， Christine Moissl-Eichinger， Rudolf Schicho， Christoph Magnes， Florian Reichmann

doi： https://doi.org/10.64898/2026.06.26.734703

Giulia Petracco 1 奥托·勒维血管生物学、免疫学与炎症研究中心，药理学部，格拉茨医科大学，奥地利格拉茨；

Isabella Faimann 1 奥托·勒维血管生物学、免疫学与炎症研究中心，药理学部，格拉茨医科大学，奥地利格拉茨；

Eva Gruden 1 奥托·勒维血管生物学、免疫学与炎症研究中心，药理学部，格拉茨医科大学，奥地利格拉茨；

Melanie Kienzl 1 奥托·勒维血管生物学、免疫学与炎症研究中心，药理学部，格拉茨医科大学，奥地利格拉茨；

Elmar Zuegner 2 HEALTH—生物医学研究与技术研究所，Joanneum Research Forschungsgesellschaft mbH，奥地利格拉茨；

Fernanda Monedeiro 2 HEALTH—生物医学研究与技术研究所，Joanneum Research Forschungsgesellschaft mbH，奥地利格拉茨；

Christina Kumpitsch 3 分子生物医学诊断与研究中心，卫生学、微生物学与环境医学诊断与研究所，格拉茨医科大学，奥地利

Eva Tatzl 1 奥托·勒维血管生物学、免疫学与炎症研究中心，药理学部，格拉茨医科大学，奥地利格拉茨；

Guenther Rauter 2 HEALTH—生物医学研究与技术研究所，Joanneum Research Forschungsgesellschaft mbH，奥地利格拉茨；

Sabine Obermueller 2 HEALTH—生物医学研究与技术研究所，Joanneum Research Forschungsgesellschaft mbH，奥地利格拉茨；

Thomas Altendorfer-Kroath 2 HEALTH—生物医学研究与技术研究所，Joanneum Research Forschungsgesellschaft mbH，奥地利格拉茨；

Christine Moissl-Eichinger 3 分子生物医学诊断与研究中心，卫生学、微生物学与环境医学诊断与研究所，格拉茨医科大学，奥地利

Rudolf Schicho 1 奥托·勒维血管生物学、免疫学与炎症研究中心，药理学部，格拉茨医科大学，奥地利格拉茨；

Christoph Magnes 2 HEALTH—生物医学研究与技术研究所，Joanneum Research Forschungsgesellschaft mbH，奥地利格拉茨；

Florian Reichmann 1 奥托·勒维血管生物学、免疫学与炎症研究中心，药理学部，格拉茨医科大学，奥地利格拉茨；

通讯作者： florian.reichmann{at}medunigraz.at

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摘要

溃疡性结肠炎（UC）是一种以结肠炎症和血性腹泻为特征的慢性炎症性疾病。越来越多的证据表明，UC 不仅影响肠道，还会影响包括大脑在内的远隔器官。环境因素是决定疾病进程的关键因素，然而，在结肠炎期间，生活环境复杂性对微生物群—肠—脑轴信号传导的影响及其潜在的疾病修饰作用仍不清楚。为填补这一空白，我们研究了增强的环境复杂性（EC）如何影响小鼠实验性结肠炎的病程以及肠—脑轴信号传导。我们的结果显示，EC 会加重雌性小鼠中由葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导的结肠炎，而在雄性小鼠中则不然，这表现为更大的体重下降和更高的疾病活动度。对肠—脑轴范围内的免疫细胞进行谱系分析显示，DSS 处理对结肠、循环系统和脑内免疫细胞群体具有显著影响，并且 EC 限制了中枢神经系统（CNS）中的 T 细胞浸润。此外，雌性 EC/DSS 小鼠的循环皮质酮水平高于对照组，提示存在慢性应激。对肠—脑轴范围内进行的代谢组学分析表明，EC 加剧了结肠炎诱导的血浆、脑组织、脑间质液和脑脊液代谢物紊乱。值得注意的是，在 EC/DSS 小鼠中，包括脱氧胆酸和氧化三甲胺 N（TMAO）在内的微生物群来源代谢物水平升高，这与 EC 相关的微生物组变化和焦虑样行为相一致。总体而言，持有人为作者/资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。 本文依据 CC-BY 4.0 国际许可协议提供。

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发布于 2026 年 7 月 1 日。 下载 PDF 补充材料 电子邮件

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bioRxiv 2026.06.26.734703； doi： https://doi.org/10.64898/2026.06.26.734703

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Giulia Petracco， Isabella Faimann， Eva Gruden， Melanie Kienzl， Elmar Zuegner， Fernanda Monedeiro， Christina Kumpitsch， Eva Tatzl， Guenther Rauter， Sabine Obermueller， Thomas Altendorfer-Kroath， Christine Moissl-Eichinger， Rudolf Schicho， Christoph Magnes， Florian Reichmann

bioRxiv 2026.06.26.734703； doi： https://doi.org/10.64898/2026.06.26.734703

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.26.734703v1?rss=1

🏷️ 溃疡性结肠炎 微生物群-肠-脑轴 环境复杂性 性别差异 代谢组学 焦虑样行为