2019年第59卷第9期文章目次

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  • 1  封面
    2019, 59(9):0-0.
    [摘要](771) [HTML](70) [PDF 19.62 M](378)
    摘要:
    2  目录
    2019, 59(9):0-0.
    [摘要](691) [HTML](94) [PDF 876.85 K](398)
    摘要:
    3  微生物组学研究的“淘金时代”
    胡永飞
    2019, 59(9):1631-1634. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20190000
    [摘要](1338) [HTML](579) [PDF 213.23 K](839)
    摘要:
    人体及动物肠道中生存着数量庞大的共生微生物;这些微生物无时无刻不参与着宿主的生命活动。揭示这些共生微生物在宿主体内的变化规律、与宿主之间的依存和博弈关系等,将使人类更加全面的认知高等生物体的生命本质。本专刊从肠道微生物与疾病、肠道微生物群落结构、肠道微生物与宿主互作、肠道微生物资源和肠道微生物研究方法5个层面展示了我国科研工作者在肠道微生物研究领域的新进展及新观点。
    4  口服硫酸链霉素对帕金森小鼠症状的改善及其对肠道菌群的影响
    安云英 吴敏娜 李璞泽 靖昕瑞 张剑锋 薛红飞 邓保国 钟根深
    2019, 59(9):1636-1650. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20180390
    [摘要](1700) [HTML](381) [PDF 2.73 M](766)
    摘要:
    [目的]探讨硫酸链霉素对慢性帕金森病(Parkinson's disease,PD)小鼠症状的改善及肠道菌群的影响。[方法]将40只C57BL/6小鼠分为正常对照组、硫酸链霉素对照组、帕金森病模型组和硫酸链霉素干预帕金森病模型组。帕金森病模型组在实验的前5周采用1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶(1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine,25 mg/kg)和丙磺舒(250 mg/kg)联合诱导帕金森病模型;硫酸链霉素干预帕金森病模型组在模型构建的同时连续饮用链霉素水溶液(500μg/mL)至实验第8周末。综合运用转棒实验、爬杆实验、免疫组织化学、荧光定量PCR、高通量测序等多种实验方法,检测各组实验小鼠相关症状与指标。[结果]慢性PD模型小鼠与正常对照小鼠相比,表现出极显著的运动障碍(P<0.01),脑黑质纹状体中多巴胺(Dopamine,DA)能神经元及其纤维极显著减少(P<0.01),肠道出现显著的功能紊乱和炎症,同时肠道菌群结构发生了显著的变化:厚壁菌门/拟杆菌门(Firmicutes/Bacteroidetes,F/B)比值升高,疣微菌科(Ruminococcaceae)丰度极显著增加(P<0.01),普雷沃氏菌科(Prevotellaceae)及Prevotellaceae_UCG-001丰度极显著降低(P<0.01)。硫酸链霉素干预显著提高慢性PD小鼠的运动能力(P<0.05),缓解脑黑质纹状体系统中DA能神经元及其纤维的减少(P<0.05),改善肠道功能障碍和肠道炎症,同时可降低F/B的比值,显著降低Ruminococcaceae、理研菌科(Rikenellaceae)和乳杆菌科(Lactobacillaceae)的丰度,增加PrevotellaceaePrevotellaceae_UCG-001的丰度。[结论]硫酸链霉素可改善PD小鼠相关症状,且影响了PD小鼠的肠道菌群结构。
    5  高通量测序分析实验性脑脊髓炎肠道微生物变化及与IL-17、IFN-γ相关性
    李晓玲 张博 孙梦娇 鲍彩彩 王满侠
    2019, 59(9):1651-1659. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20180587
    [摘要](1140) [HTML](328) [PDF 1.07 M](690)
    摘要:
    [目的]通过建立实验性脑脊髓膜炎(EAE)小鼠模型,观察小鼠肠道菌群在不同发病时间点的变化和炎症因子IL-17、IFN-γ的表达情况,探讨肠道菌群的变化在EAE发病中的免疫调节作用。[方法]将48只C57BL/6小鼠按照随机数字表法分为正常对照组、EAE模型组各24只。EAE组采用MOG35-55与完全弗氏佐剂的混合物制备模型,进行神经功能评分,记录体重变化。分别取免疫后7、14、21、30 d的小鼠粪便,对样本DNA的16S rDNA V3/V4区基因测序。ELASE法检测IL-17、IFN-γ的表达。[结果]EAE组小鼠血液中IL-17、IFN-γ的表达从第7天开始逐渐升高,21 d时达到高峰。14 d时,EAE组与正常对照组相比,物种丰度有显著性差异(P<0.05)的菌种有:Alistipes、布牢特氏菌属、毛螺菌科_NK4A136_group等。30 d EAE组与正常对照组相比,物种丰度有显著性差异(P<0.05)的菌种有:Allobaculum、真细菌属、螺杆菌等。通过LefSe分析,在7、14、21 d中分别主要作用的微生物菌种逐渐减少,在21 d时最少。Odoribacter在21 d时起了主要作用。[结论]与正常对照组相比,14、21、30 d EAE小鼠肠道菌种的丰度均发生了变化,产生了肠道菌群的紊乱;其中普雷沃氏菌属_NK3B31_group的丰度均较正常对照组降低,与IFN-γ呈负相关(r=-0.537,P<0.01)。普雷沃氏菌属_NK3B31_group可能是导致MS脱髓鞘发生的关键菌属。EAE组各个时间点相比起主要作用的肠道菌群种类减少,多样性降低。其中,Odoribacter是在21 d高峰期起主要作用的菌种,但其作用机制需要深入研究。EAE组中炎症因子IL-17、IFN-γ表达的升高,促进了MOG35-55诱发的炎症反应。
    6  糖尿病及糖尿病心血管并发症患者肠道菌群的特征
    陈茜 薛勇 宋晓峰 朱宝利
    2019, 59(9):1660-1673. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20190082
    [摘要](1557) [HTML](1187) [PDF 1.81 M](1387)
    摘要:
    [目的]比较2型糖尿病患者、糖尿病心血管并发症患者与健康人肠道菌群差异,分析肠道菌群与血糖、血脂等临床指标的关联,探讨肠道细菌在2型糖尿病、糖尿病心血管并发症发生、发展中的作用。[方法]招募健康人251例、糖尿病心血管并发症患者160例及糖尿病患者295例,三组各随机选取30例、30例和40例,进行血液生化指标分析和肠道菌群的宏基因组检测。[结果]与健康对照组比较,糖尿病心血管并发症组和2型糖尿病组血清丙氨酸氨基转移酶、碱性磷酸酶、甘油三酯、空腹血糖、胰岛素、糖化血红蛋白指标显著升高(P<0.05);糖尿病患者组、糖尿病心血管并发症患者组的肠道菌群α-多样性明显降低,菌群发生改变。健康对照组中大部分优势菌属来自拟杆菌门和厚壁菌门,而糖尿病心血管并发症患者组和糖尿病患者组中大部分优势菌属则来自拟杆菌门、变形菌门和放线菌门。与健康对照组相比,糖尿病心血管并发症患者组和糖尿病患者组中,厚壁菌门比例明显下降,放线菌门和变形菌门比例明显上升。种水平上,空腹血糖与黏膜乳杆菌(Lactobacillusmucosae)、大肠埃希氏菌(Escherichia coli)、脆弱拟杆菌(Bacteroidesfragilis)呈正相关,与细枝真杆菌(Eubacteriumramulus)、RoseburiainulinivoransRoseburiahominis、挑剔真杆菌(Eubacterium eligens)、伶俐瘤胃球菌(Ruminococcuscallidus)呈负相关;低密度脂蛋白胆固醇与嵴链球菌(Streptococcuscristatus)呈正相关,与Lachnospiraceaebacterium_6_1_63FAA和淀粉乳杆菌(Lactobacillusamylovorus)呈负相关;总胆固醇与血链球菌(Streptococcussanguinis)呈正相关。[结论]2型糖尿病和糖尿病心血管并发症患者存在明显的糖脂代谢异常和肠道菌群失调,肠道菌群紊乱可能在糖尿病发病、进展过程中发挥重要作用。
    7  健康藏族与汉族大学生肠道细菌多样性研究
    刘怡萱 曹鹏熙 马红梅 刘星
    2019, 59(9):1674-1684. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20190013
    [摘要](1590) [HTML](616) [PDF 1.69 M](807)
    摘要:
    [目的]探究生活在相同环境下,同年龄段健康藏族人群和汉族人群肠道细菌组成的多样性特征及其可能的成因。[方法]入选同专业的20-24岁男性健康藏族学生和汉族学生各20名,同一时间段收集新鲜粪便,提取新鲜粪便细菌总DNA,通过高通量测序和生物信息学分析,结合对饮食习惯的问卷调查,研究健康藏族学生与汉族学生肠道细菌多样性与饮食习惯之间的关系。[结果]从40份样本中,测序共得到2880个OTU,alpha和beta多样性分析表明,生活在相同环境下,不同民族男性学生的肠道细菌组成有明显差异。Prevotella 9BacteroidesLachnoclostridium等18个属为两民族学生共有,同时,Prevotella 9FaecalibacteriumSuccinivibrio等10个属细菌为对两民族学生肠道细菌组成差异具有显著性影响的标志性菌属。进一步聚类分析表明,所有学生样本分为ET F型、ET P型、ET F和ET B混合型3种不同肠型,随访调查结果显示不同类型分别对应以脂肪为主和以淀粉为主的不同饮食习惯。[结论]生活在相同环境下,健康藏族和汉族学生的肠道细菌组成特征及其差异可能与遗传因素及饮食习惯密切相关。
    8  基于16S rRNA基因高通量测序研究狞猫肠道微生物多样性
    陈磊 刘咪 沙未来 高迎 陈佳欣 朱静
    2019, 59(9):1685-1694. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20190097
    [摘要](1419) [HTML](190) [PDF 828.72 K](658)
    摘要:
    [目的]研究狞猫肠道微生物多样性特征。[方法]对7只健康成年野生狞猫(2只雄性,5只雌性;2只来自济南野生动物园,5只来自威海野生动物园)粪便微生物16S rRNA基因V3-V4区进行高通量测序,对狞猫肠道微生物多样性进行研究。[结果] 7只狞猫共获得肠道微生物16S rRNA基因V3-V4区有效序列1458741条,平均208392条,序列平均长度433 bp。通过以97%的序列相似性进行分类,获得操作分类单元(OTU)平均 233个。经序列比对和分类鉴定,这些OTU都属于细菌域,包括13个门,26个纲,43个目,75个科,119个属。其中,丰度最高的细菌门是厚壁菌门(Firmicutes,平均占61.7%)、放线菌门(Actinobacteria,12.42%)、拟杆菌门(Bacteroidetes,7.79%)、梭杆菌门(Fusobacteroidetes,7.79%)和变形菌门(Proteobacteria,7.53%)。丰度最高的科依次是消化链球菌科(Peptostreptococcaceae,平均占16.15%),梭菌科I(Clostridiaceae_I,14.78%),毛螺菌科(Lachnospiraceae,13.13%),红蝽杆菌科(Coriobacteriaceae,12.31%)等。丰度最高的属是柯林斯氏菌属(Collinsella,11.44%),艰难梭菌属(Peptoclostridium,10.91%),狭窄梭菌属1(Clostridium_sensu_stricto_1,10.3%),拟杆菌属(Bacteroides,7.41%),消化链球菌属(Peptostreptococcus,5.21%)等。7只狞猫的肠道微生物中有平均15.35%的OTU没有归类到属。样本间聚类分析结果表明,来自同一动物园的样本聚为一支。[结论]本文通过高通量测序技术研究了狞猫肠道微生物的组成和多样性特征,为狞猫的救护饲养和消化生理学研究提供基础数据。
    9  低蛋白质日粮对断奶仔猪生长相关激素和肠道微生物区系的影响
    虞德夫 朱晓峰 冯江银 康翠翠 张明钰 朱伟云 杭苏琴
    2019, 59(9):1695-1704. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20190107
    [摘要](964) [HTML](679) [PDF 778.16 K](952)
    摘要:
    [目的]在饲喂低蛋白质日粮条件下,探究断奶仔猪生长相关激素、回肠和盲肠微生物组成及其代谢产物的变化。[方法]选取体重相近杜长大断奶仔猪54头,随机平均分为3组,每组18头,分别饲喂含20%(NP组)、17%(MP组)和14%(LP组)粗蛋白日粮,平衡日粮中的赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和色氨酸,于试验第10、25和45天每组屠宰6头,采血测定血常规和生长相关激素;于第45天采集回肠和盲肠食糜,分析微生物及其代谢产物。[结果]与NP组相比,第25和45天时MP和LP组尿素氮水平显著降低(P<0.05),第25天时LP组甘油三脂含量、第45天时LP组胆固醇含量显著增加(P<0.05)。各时间点血液胰高血糖素、胰岛素、生长激素、T3和T4在3组之间差异均不显著。门水平上,回肠和盲肠中的微生物均以厚壁菌门占主导地位,但各组间差异不显著;随日粮蛋白质含量降低,乳酸杆菌属呈上升趋势,严格梭菌属呈下降趋势,但差异不显著。降低日粮蛋白质含量显著减少了回肠和盲肠中氨氮的产量(P<0.05)。[结论]断奶仔猪日粮蛋白质降低3或6个百分点不影响机体生长相关激素的分泌,但能降低血液尿素氮和肠道内氨氮的浓度,对肠道有益菌乳酸杆菌属的相对丰度有一定的提高作用。这说明低蛋白质日粮能提高断奶仔猪对饲料氮源的利用率,且有利于肠道健康。
    10  基于高通量测序的不同虫态洋虫内共生微生物群落分析
    王长文 房柳 梁运江 黄世臣 董微巍
    2019, 59(9):1705-1713. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20190145
    [摘要](1106) [HTML](381) [PDF 705.24 K](660)
    摘要:
    [目的]为分析不同虫态下洋虫内共生微生物菌群组成情况,以成虫和幼虫两种虫态为研究对象。[方法]通过对洋虫内共生微生物提取及高通量测序分析,获得不同样品中微生物组成结构及变化情况。[结果]不同虫态下,随着生长发育的进行,洋虫体内细菌在丰度和多样性两个方面都有很大变化,成虫中的菌群数量相对较少,多样性较幼虫也明显降低。在几种特定微生物组成上不同虫态也存在着较大的差异,成虫中,漫游球菌属和乳酸菌菌属为优势菌属;幼虫体内乳酸菌菌属为优势菌属。真菌变化不明显,孢囊线黑粉酵母菌属为其优势菌属。[结论]研究结果将为后继洋虫生物资源的研究提供相关信息,为洋虫内共生微生物资源开发与利用提供理论依据。
    11  强化玉米饮食对小鼠肠道菌群结构和功能的影响
    郑帅 朴春梅 张芝 刘婷婷 王吉静 王绿娅 杜杰
    2019, 59(9):1714-1722. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20190163
    [摘要](1116) [HTML](305) [PDF 532.25 K](621)
    摘要:
    [目的]采用高通量测序方法研究强化玉米饮食对小鼠肠道菌群结构的影响以及可提高宿主糖代谢相关菌群功能基因的分析。[方法]分别给予两组小鼠(各10只)常规饮食和强化玉米饮食(1/4的玉米粉加3/4的常规饮食成分),喂养10周,之后采集小鼠粪便样本,提取DNA,使用高通量测序仪进行宏基因组测序分析,比较两组小鼠肠道菌群和功能基因的差异。[结果]两组小鼠的终末体重没有明显差异。各样本DNA的测序有效率足够,肠道菌群的多样性存在一定差异。属放线菌门(Actinobacteria)的双歧杆菌(Bifidobacteriales)-B. pseudolongum分支和Coriobacteriia-Collinsella/Enterorhabdus分支的丰度在强化玉米饮食组的小鼠中显著升高,相应的宏基因组中涉及糖酵解和胆汁酸合成的一些酶和功能单元的含量也在强化玉米饮食组显著升高。[结论]强化玉米饮食可以提高肠道菌群中双歧杆菌等益生菌的丰度,增加宏基因组糖脂代谢相关基因和通路的含量,从而可能促进宿主的糖代谢功能。
    12  猎豹(Acinonyx jubatus)肠道微生物多样性及其性别差异研究
    陈磊 刘咪 朱静 高迎 陈佳欣 沙未来
    2019, 59(9):1723-1736. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20190283
    [摘要](1068) [HTML](222) [PDF 1.91 M](557)
    摘要:
    [目的]探讨猎豹(Acinonyx jubatus)肠道微生物多样性特征。[方法]通过采集新鲜粪便样品,对9只健康成年野生猎豹(4只雄性,5只雌性)的肠道微生物16S rRNA基因V3-V4区进行高通量测序,对猎豹肠道微生物多样性进行研究。[结果]测序共获得肠道微生物16S rRNA基因V3-V4区有效序列599349条,序列平均长度405 bp。通过以97%的序列相似性进行分类,共获得操作分类单元(OTU) 268个。经序列比对和分类鉴定,这些OTU都属于细菌域,包括10个门,21个纲,35个目,72个科,144个属。其中,丰度最高的5个细菌门是厚壁菌门(Firmicutes,平均占OTU总数的42.29%%)、放线菌门(Actinobacteria,31.54%)、梭杆菌门(Fusobacteroidetes,16.66%)、变形菌门(Proteobacteria,5.30%)和拟杆菌门(Bacteroidetes,4.19%)。拟杆菌门的丰度较低是猎豹肠道微生物的主要特征。丰度最高的5个科依次是红蝽杆菌科(Coriobacteriaceae,31.28%)、消化链球菌科(Peptostreptococcaceae,平均占17.66%),梭杆菌科(Fusobacteriaceae,15.46%)、毛螺菌科(Lachnospiraceae,12.40%)、梭菌科I(Clostridiaceae_I,6.93%)等。丰度最高的5个属依次是柯林斯氏菌属(Collinsella,30.16%)、梭杆菌属(Fusobacterium,15.46%)、艰难梭菌属(Peptoclostridium,11.46%)、Blautia属(8.28%)和狭窄梭菌属1(Clostridium_sensu_stricto_1,6.39%)。约有2.32%的OTU没有归类到属。群落alpha多样性分析结果显示,猎豹肠道微生物群落Shannon指数为2.93-4.41,Simpson指数为0.72-0.91。通过依据性别进行分组,对雌雄两组之间的alpha多样性比较表明,雄性组的物种和Shannon指数略高于雌性组。Beta多样性分析表明,雌雄两组之间的差异高于各组内部不同个体之间的差异。然而,聚类分析显示,相同性别的猎豹的肠道微生物并没有聚在一起。[结论]本文通过高通量测序技术研究了猎豹肠道微生物多样性特征和性别差异,为猎豹的保护、救护饲养和消化生理学研究提供了基础数据。
    13  微生物-肠-脑轴的研究进展
    高侃 慕春龙 朱伟云
    2019, 59(9):1737-1746. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20180364
    [摘要](1482) [HTML](1486) [PDF 727.14 K](1814)
    摘要:
    肠道微生物群能够调节宿主肠道稳态,同时参与调节宿主神经系统功能和行为。肠道菌群失调可能导致宿主神经系统功能障碍,从而引发神经退行性疾病。因此,研究微生物在肠-脑轴中发挥的作用及其机制,靶向调控肠道微生物菌群结构和功能,将为神经系统疾病的诊断与治疗提供新的手段。近年来,有关肠道微生物与机体神经系统间的互作研究受到了广泛关注,然而其具体的调控机制还未明晰。因此,本文综述了肠道微生物对宿主神经健康的调节作用,以及肠道微生物与宿主间的互作在调节神经功能、行为的潜力等研究进展,为更好地了解肠道微生物在调控宿主神经系统功能和行为的作用机制提供参考。
    14  中华蜜蜂幼虫肠道响应球囊菌胁迫的microRNA应答分析
    杜宇 童新宇 周丁丁 陈大福 熊翠玲 郑燕珍 徐国钧 王海朋 陈华枝 郭意龙 隆琦 郭睿
    2019, 59(9):1747-1764. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20180401
    [摘要](881) [HTML](240) [PDF 3.58 M](524)
    摘要:
    [目的]蜜蜂球囊菌(Ascosphaera apis,简称球囊菌)是一种能够侵染中华蜜蜂(Apis cerana cerana,简称中蜂)幼虫的致死性真菌病原。微小RNA(microRNA,miRNA)可通过在转录后水平靶向抑制或降解mRNA而参与宿主与病原互作过程。本研究旨在对球囊菌胁迫的中蜂6日龄幼虫肠道的差异表达miRNA(DEmiRNA)及其靶基因进行深入分析,进而揭示DEmiRNA在中蜂响应球囊菌胁迫应答过程中的作用。[方法]利用Illumina MiSeq平台对正常及球囊菌胁迫的中蜂6日龄幼虫肠道(AcCK和AcT)进行测序,通过相关生物信息学软件预测DEmiRNA及其靶基因。通过Blast将靶基因注释到GO和KEGG数据库。利用Cytoscape软件构建DEmiRNA与其靶mRNA的调控网络。通过Stem-loop RT-PCR和qPCR验证测序数据的可靠性。[结果]本研究共预测出537个miRNA,其长度分布介于16-35 nt之间,且不同长度的miRNA首位碱基偏向性差异明显。通过Stem-loop RT-PCR证实了10个novel miRNA的表达。AcCK vs AcT比较组共有54个DEmiRNA,包含31个上调和23个下调miRNA,可分别靶向结合6170和8199个靶基因。GO分类结果显示上调和下调miRNA的靶基因分别涉及47和47个条目,富集基因数最多的皆为结合细胞进程和催化活性。KEGG代谢通路(pathway)富集分析结果表明上调和下调miRNA的靶基因分别富集在134和126条pathway,富集基因数最多的均为内吞作用和内质网中的蛋白质加工。调控网络分析结果表明,DEmiRNA及其靶mRNA形成十分复杂的调控关系;31个DEmiRNA可靶向结合51个与泛素介导的蛋白水解相关的mRNA,18个DEmiRNA可靶向结合14个与Jak-STAT信号通路相关的mRNA;miR-1277-x、miR-26-x、miR-27-y、miR-30-x、miR-6052-x等16个miRNA共同参与了上述两条免疫通路的调控。最后,随机挑选3个DEmiRNA进行qPCR验证,结果证明了测序数据的可靠性。[结论]本研究提供了中蜂幼虫肠道在球囊菌胁迫后期的miRNA的表达谱和差异表达信息,揭示了球囊菌与宿主之间在miRNA组学水平存在复杂的互作。miR-6052-x和miR-1277-x作为调控网络的核心可能通过影响细胞凋亡参与宿主的免疫防御,miR-26-x和miR-30-x可能通过调控Jak-STAT信号通路参与宿主的胁迫应答。本研究筛选出的关键DEmiRNA有望作为治疗白垩病的分子靶标。
    15  一株猪肠道Lactobacillus animalis LGM对结肠炎小鼠Th细胞分化转录因子基因表达的影响
    程颍州 慕春龙 朱伟云
    2019, 59(9):1765-1777. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20190077
    [摘要](886) [HTML](292) [PDF 789.24 K](607)
    摘要:
    [目的]从体外和体内研究Lactobacillus animalis LGM对Th细胞分化转录因子T-bet、GATA-3、ROR-γt和Foxp3的调节作用,以及探究L. animalis LGM对小鼠结肠炎的影响。[方法]本试验采用改良型的Hungate滚管技术从猪结肠内容物中分离一株L. animalis LGM,根据其16S rRNA序列进行鉴定。收集L. animalis LGM培养液上清,与细菌脂多糖(LPS,2μg/mL)同时孵育Caco-2细胞24 h,体外研究L. animalis LGM对Caco-2细胞内Th细胞分化转录因子(T-bet,GATA3,ROR-γt和Foxp3) mRNA表达的影响;配制L. animalis LGM细菌悬液,研究L. animalis LGM灌胃对DSS诱导结肠炎小鼠症状及结肠Th细胞分化转录因子和细胞因子(IFN-γ,IL-4,IL-17和IL-10) mRNA表达的影响,表达结果采用荧光定量PCR法检测。[结果]与对照组相比,L. animalis LGM培养液上清显著上调Caco-2细胞内ROR-γt与Foxp3 mRNA表达(P<0.05),显著下调GATA3、IL-4、IL-17和TGF-β mRNA表达(P<0.05)。L. animalis LGM灌胃显著上调小鼠结肠内ROR-γt和Foxp3的表达(P<0.05),显著降低了促炎因子IL-4和IL-17的表达(P<0.05),阻止了小鼠结肠长度缩短(P<0.05)。[结论]猪肠道分离L. animalis LGM表现出对Th细胞分化转录因子的选择性调节,显著上调Caco-2细胞及结肠炎小鼠ROR-γt与Foxp3 mRNA表达。降低DSS诱导结肠炎小鼠炎症水平,对DSS诱导结肠炎起保护作用,有助于维护肠道环境稳态。
    16  人体肠道分节丝状菌SFB研究进展
    陈华海 吴柳 唐成 王欣 尹业师
    2019, 59(9):1778-1785. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20190159
    [摘要](1217) [HTML](1803) [PDF 1.36 M](1444)
    摘要:
    动物实验研究表明,肠道分节丝状菌(segmented filamentous bacteria,SFB)是一种革兰氏染色阳性梭菌;具有物种选择性定殖特性,主要定殖在回肠末端上皮细胞表面;具有调节宿主免疫系统成熟,刺激Th17细胞特异性分化和促进肠道表面免疫球蛋白A(sIgA)分泌等功能;在防御病原微生物感染和诱发自身免疫性疾病发生发展等方面发挥重要作用。虽然在众多脊椎动物中均能检测到SFB的存在,但关于人SFB的研究报道甚少。有研究表明人体肠道样品中能检测到SFB的存在,且对临床样品进行调查研究发现,人体肠道SFB与免疫调控和疾病症状等存在一定的相关性。但由于SFB在人体肠道中丰度极低,且在同一个体中可能存在不同的SFB菌株,SFB单细菌分离与纯培养仍然是进一步研究人体肠道SFB免疫调节功能的必由之路。
    17  罗伊氏乳杆菌肠道分离株的遗传多样性研究
    余中节 赵洁 宋宇琴 孙志宏
    2019, 59(9):1786-1797. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20180376
    [摘要](1138) [HTML](322) [PDF 1.59 M](602)
    摘要:
    动物体内定殖着丰富且多样的细菌,其对宿主的健康发挥着举足轻重的作用。罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus reuteri)是存在于动物肠道中的益生菌,是研究肠道菌群与宿主进化关系的模式菌种。[目的]以下载自NCBI的分离自猪、家禽类、人类、啮齿类动物的116株L. reuteri和分离自内蒙古锡林郭勒牛、羊和马肠道中的16株L. reuteri为研究对象,解析L. reuteri不同分离株的遗传多样性和宿主特异性,为L. reuteri的开发利用提供理论依据。[方法]利用MLST技术,以ddlpktleuS、gyrB、dltA、rpoA、recA共7个看家基因为研究靶点,对L.reuteri分离株遗传多样性进行研究,推演分离株与宿主生境的进化关系。[结果]132株L.reuteri共划分为63个序列型,6个克隆复合体。等位基因序列重组分析发现,在L. reuteri的进化中发生了个别的重组事件,eBURST、MSTree分析表明不同分离源的L. reuteri分离株经历了不同的进化过程,系统发育分析表明132株L. reuteri来自5个Clusters且与分离源表现出较强的相关性。[结论]本研究利用MLST技术完成了132株L. reuteri肠道分离株的遗传多样性分析,利用MSTree、系统发育等群体结构分析,发现不同分离源菌株有着高度的宿主特异性,表明L. reuteri为适应不同生存环境经历了不同的进化过程。
    18  蠼螋肠道中碱性内切葡聚糖酶基因的克隆表达及功能分析
    陈俊梅 李文鹏 赵素雅 黄冰纷 王博文 惠丰立 尹晓燕 牛秋红
    2019, 59(9):1798-1812. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20180543
    [摘要](785) [HTML](228) [PDF 2.66 M](542)
    摘要:
    [目的]从蠼螋肠道细菌菌株Q5中获得一个新型耐碱纤维素酶基因,通过异源表达、酶学性质及功能分析,旨在为以后进一步研究开发高温碱性纤维素酶提供一些理论参考。[方法]采用刚果红平板初筛法,从河南南阳宝天曼国家级自然保护区落叶堆下的昆虫蠼螋肠道中,获得具有分泌较高活性碱性纤维素酶的细菌菌株。基于该菌株的形态学、生理学及16S rRNA序列特征等对高活性菌株进行分类鉴定。并通过设计简并引物,从高活性菌株中克隆出该菌株的纤维素酶基因,并进行序列分析,并导入大肠杆菌BL21中表达。[结果]获得1株具有分泌较高活性碱性内切葡聚糖酶的细菌菌株Q5,经鉴定为甲基营养型芽孢杆菌,进一步从Q5菌株中成功克隆出该菌株的一个全长1500 bp的内切葡聚糖酶基因(GenBank KR067575),在NCBI比对后发现该基因的氨基酸序列与芽孢杆菌菌株LM 4-2的耐碱性β-1,4-内切葡聚糖酶基因(AKE23721.1)有98%的同源性。重组菌经优化培养,细胞破碎后上清液中的酶活力可达3.46 U/mL,是出发菌株Q5(2.05 U/mL)的1.69倍。经正交实验优化后的酶活力为4.99 U/mL。酶学性质研究表明:该酶的最适反应温度与pH值分别为50℃与pH 8.5,在pH 8.0和9.0保温48 h,其酶活力仍然维持到最高酶活的82%和81%;该酶在50℃以下较稳定,60℃以上酶活迅速降低。10 mmol/L的Ca2+和Mg2+对酶的活性有明显促进作用,重组酶Ega5KmVmax分别是2.217 mol/mL和9.606μmol/(min·L)。该重组酶对棉花黄萎病病原菌大丽轮枝菌具有显著抑制作用。[结论]本文首次从蠼螋肠道中筛选到了一株产碱性内切葡聚糖酶的细菌菌株并从中克隆出了一个碱性纤维素酶基因,为该酶在碱性条件的应用奠定了理论基础。
    19  肠道微生物功能宏基因组学与代谢组学关联分析方法研究进展
    侯璐文 吴长新 秦雪梅 李建国
    2019, 59(9):1813-1822. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20180352
    [摘要](1611) [HTML](2362) [PDF 556.08 K](2187)
    摘要:
    近年来基于高通量基因测序的微生物组学研究极大加深了人们对微生物与健康和疾病关系的认识。然而基因测序方法不能直接测定微生物的功能活性,难以鉴定微生物中的关键功能分子,单独使用无法回答肠道微生物何种成员通过何种方式影响宿主等关键科学问题。单一组学研究弊端尽显,多组学联用势在必行。肠道微生物代谢组学以微生物群落所有小分子代谢物为研究对象,可发现肠道微生物随宿主病理生理变化的关键代谢物,为微生物组-宿主互作机制研究提供线索,成为微生物组学研究的重要补充。肠道微生物功能基因组学与代谢组学关联分析在宿主生理、疾病病理、药物药理等方面取得众多进展,展现良好应用前景。然而目前肠道微生物功能基因组学与代谢组学关联分析存在方法滥用、相关性结论与生物学知识相悖等突出问题。为帮助正确应用肠道微生物功能宏基因组学与代谢组学关联分析,本文综述了各种多组学数据整合分析方法的原理、优缺点与适用范围,并给出了应用建议。
    20  基于PacBio SMRT测序技术评估妊娠期糖尿病人的肠道菌群
    舒明月 付爱思 张洁 陈佳 郭静 丁琼 徐焱成 刘天罡
    2019, 59(9):1823-1839. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20180545
    [摘要](905) [HTML](337) [PDF 1.73 M](637)
    摘要:
    [目的]肠道菌群是位于人体肠道内的微生物菌群,其组成与人类多种疾病相关。例如,已有研究表明肠道菌群的变化与妊娠期糖尿病(gestational diabetes mellitus,GDM)的发病密切相关。因此本研究基于PacBio SMRT测序技术评估及比较了不同民族(汉族和蒙古族)及是否患GDM的孕妇的肠道菌群。[方法]本研究利用PacBio SMRT测序技术对97例患有GDM及健康的汉族和蒙古族孕妇粪便样本进行了全长16S rRNA测序及分析。[结果]总体来说,处于相同孕期的4组孕妇肠道菌群的组成相似,不同核心菌群展现出不同强弱的相关性。本研究在种的水平上共鉴定到了44个种。在汉族人中,患有妊娠期糖尿病的孕妇肠道菌群中Akkermansia muciniphila菌的相对丰度要显著低于健康孕妇;而在蒙古族人中,健康孕妇与GDM孕妇间差异并不明显。在健康对照中发现汉族孕妇肠道菌群中Bacteroides uniformis菌的相对丰度显著高于蒙古族孕妇;但在患有GDM组中未找到不同民族分组间的差异。另外,功能预测结果发现四组样本菌群功能组成高度相似,大多数功能基因都与能量代谢有关。汉族GDM患者与健康对照组间没有发现显著差异,但在蒙古族GDM患者中发现无机离子运输等功能相对丰度显著高于与蒙古族正常孕妇。[结论]在相同的孕期,妊娠期孕妇的核心肠道菌群结构与功能是相对稳定的,而民族差异也不会对妊娠期菌群产生显著性影响。但在四组间可以检测到一些低丰度的差异菌群,如Akkermansia muciniphila,其丰度的变化可能导致了肠道中一些与肠道营养吸收等有关的代谢发生变化,而这些变化可能与妊娠期糖尿病的发生密切相关。本研究将有助于探究肠道菌群在GDM发病机制中的作用。

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