过表达TLR4基因绵羊瘤胃与肠道宏基因组分析

胃肠道微生物生态系统参与机体物质代谢、生物屏障、免疫调控等生理过程,对维持宿主健康具有重要作用。Toll样受体4(Toll-like Receptor 4,TLR4)除在机体天然免疫过程中扮演关键角色之外,胃肠道中TLR4基因的表达可能参与微生物区系结构的塑造。本研究利用前期获得的过表达TLR4基因绵羊,基于宏基因组测序技术探讨TLR4基因高水平表达对绵羊胃肠道微生物群体多样性、丰度及生物学功能的影响。结果表明:TLR4基因过表达后对绵羊瘤胃(P=0.35)和肠道(P=0.56)中微生物Alpha多样性无显著影响;胃肠道中微生物优势菌群(相对丰度>1%)在门、属、种不同分类水平上的区系结构无显著变化。进一步分析TLR4基因过表达对胃肠道中革兰氏阴性菌群(相对丰度<1%)组成的影响,在瘤胃和肠道中分别鉴定出8个和13个差异菌属(P<0.05),33个和32个差异菌种(P<0.05);其中,Helicobactersp.MIT05-5293(P=0.03)和Yersinia pseudotuberculosis(P=0.048)在瘤胃中存在显著差异,Campylobacter hominis(P=0.048)和Escherichia coli(P=0.04)在肠道中存在显著差异。同时,TLR4基因过表达对胃肠道中KEGG level 1和level 2途径的主要通路无明显影响,仅在肠道中KEGG level 2途径的神经变性疾病通路存在差异(P=0.04);而在KEGG level 3途径,瘤胃和肠道中分别有11条和6条非关键通路存在差异。综上,TLR4基因高水平表达对绵羊胃肠道微生物群体多样性、丰度及生物学功能未造成广泛影响,胃肠道微生物生态系统整体上仍处于稳定状态。