瘤胃球菌与结直肠癌的关系及其影响胃肠道的机制探讨

近年研究发现,肠道菌群参与了结直肠癌的发生和发展全过程,其中瘤胃球菌属在结直肠癌患者中丰度降低,且瘤胃球菌属可以通过交叉喂养、促丁酸盐生成等途径来影响胃肠道健康。虽然现阶段对于瘤胃球菌的研究正在逐步增加,但就瘤胃球菌属对于结直肠癌发生发展的影响,仍未有统一的认识,基于此,现就瘤胃球菌属与结直肠癌的关系和可能存在的抑癌机制作一概述,为未来深入探究结直肠癌生物预防及治疗提供理论依据。

基于瘤胃球菌微生物群丰度构建疾病类型预测的肠道菌群标签

为探讨肠道菌群在疾病类型预测中的价值,利用机器学习基于瘤胃球菌丰度构建了疾病的非侵入性评估模型。选取ExperimentHub R库存储库数据,下载来自不同研究的人类粪便瘤胃球菌丰度信息及实验方案、疾病状态、年龄、性别、抗生素使用情况、地区、吸烟情况等多种信息,利用随机森林、决策树、Adaboost等机器学习模型建立疾病筛查的评估模型,使用GridSearchCV(网格搜索)调整参数,并用混淆矩阵评估外部验证结果。经数据处理提取标准化命名了12种瘤胃球菌、7种疾病并将25个变量进行了哑变量变换。利用多种瘤胃球菌属微生物的丰度及性别、年龄等样本一般资料信息建立了3种评估模型。其中随机森林模型准确率最高(0.884),且当n_estimators为220时,模型得分为0.892,为最佳模型。外部验证结果也显示可见模型中分类算法预测错误的情况相对较少,模型性能良好。根据粪便样本的宏基因组学数据,基于瘤胃球菌丰度利用随机森林算法可以有效地对疾病类型进行预测。

黄色瘤胃球菌木聚糖酶基因xynB的异源表达与酶学性质研究

该试验以黄色瘤胃球菌基因组为模板,通过PCR扩增获得目的基因xynB,将xynB与表达载体PET28a连接,获得重组载体PET28a-xynB。用IPTG对含有重组载体的大肠杆菌BL21(DE3)进行诱导表达,镍离子层析柱纯化后检测其酶学性质。生物信息学分析表明,XynB理论大小为47 kDa,预测等电点为4.49,不含信号肽,含有1个糖苷水解酶11家族结构域和1个碳水化合物结合结构域。酶学性质研究结果表明,该酶的最适pH值为5.0,最适反应温度为40℃,金属离子Mg^(2+)、Na^(+)、K^(+)和Ba^(2+)对木聚糖酶XynB有较好的激活效果。综上可知,黄色瘤胃球菌木聚糖酶XynB属于GH11家族,最适pH值为5.0,最适温度为40℃,酶比活力为62.94 U/mg。

黄色瘤胃球菌双功能酶xynD基因在毕赤酵母中的表达及其酶学特征

[目的]黄色瘤胃球菌xynD基因编码葡聚糖酶和木聚糖酶2个独立的催化结构域。本研究在毕赤酵母中导入xynD基因,表达蛋白并对其酶活性及酶学性质进行研究。[方法]根据毕赤酵母的密码子偏爱性对xynD基因优化(优化后的基因命名为xynDm),构建重组质粒pPIC9K-xynDm,转化至毕赤酵母GS115,通过筛选获得基因工程菌株GS115-pPIC9K-xynDm,经诱导表达获得重组XynDm,再对其酶学性质进行初步研究。[结果]XynDm的木聚糖酶与葡聚糖酶在36和72 h酶活性和比活性均达到最大值,分别为265.32、468.36 IU·mg^(-1)和2260.87、3208.31 IU·mg^(-1)。XynDm的木聚糖酶活性在温度37~40℃、pH值为4.5~6.5时较稳定,最适酶活性温度和pH值分别为37℃和6.0,对4-O-甲基-D-葡萄糖醛酸-D-木聚糖、高黏度阿拉伯木聚糖和桦木木聚糖有良好的水解作用;XynDm的葡聚糖酶活性在温度40~55℃、pH值为5.0~9.0时较稳定,最适酶活性温度和pH值分别为55℃和6.0,对大麦β-葡聚糖有水解作用。XynDm双功能酶活性被Cu^(2+)、Zn^(2+)和Co^(2+)激发,Ag^(+)和SDS使其酶活性几乎丧失。[结论]XynDm木聚糖酶和葡聚糖酶的最适底物分别为4-O-甲基-D-葡萄糖醛酸-D-木聚糖和大麦β-葡聚糖,最适温度分别为37和55℃,最适pH值均为6.0。

致血液感染的活泼瘤胃球菌的分离与鉴定

目的鉴定1株临床分离活泼瘤胃球菌。方法取2020年8月就诊于海南省人民医院的1例败血症患者的血液标本进行细菌培养、革兰染色,采用Vitek 2 Compact生化鉴定和基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)结合16S rRNA PCR扩增及测序鉴定分离株。结果该分离菌为革兰阳性链球菌,专性厌氧,MALDI-TOF MS鉴定置信度为83.7%;16S rRNA PCR产物为1446 bp,与已知活泼瘤胃球菌ATCC 29149^(T)序列号(NR 036800.1)16S rRNA基因同源性为99%,由分离株的系统进化树可知,该分离菌与标准菌株活泼瘤胃球菌ATCC 29149^(T)位于同一分支。结论常规生化方法无法鉴定出该菌,16S rRNA检测与MALDI-TOF MS结合可用于活泼瘤胃球菌鉴定。

白色瘤胃球菌内纤维素酶celB基因的克隆及序列分析

本实验是将作者本人分离并鉴定的白色瘤胃球菌的总DNA作为模板,自行设计合成了一段引物,进行克隆,结果经大连宝生物工程有限公司进行序列测定,并对其测定结果进行分析。

甲基纤维素对生黄瘤胃球菌降解纤维素的抑制效应

高度甲基化的长链纤维素强有力地抑制瘤胃器官的几种纤维素分解菌的纤维素降解作用。确切地说,甲基纤维素对生黄瘤胃球菌FDI生长的抑制效应是由浓度决定的,如0.1％(W/V)时具完全抑制作用;它不抑制菌体在纤维素或纤维寡糖上的生长,甲基化纤维寡糖混合物平均聚合度为6.7—9.5才抑制纤维素降解,平均聚合度为1.0—4.5时则不抑制纤维素的降解。用对硝基酚—β—D—纤维二糖类物质的水解作用测纤维酶活性时。

白色瘤胃球菌DNA提取的优化试验研究与分析

白色瘤胃球菌实为一种瘤胃内纤维分解菌，其利用所分泌的纤维素酶，来降解纤维素。本试验利用白色瘤胃球菌这一特性，首先基于DNA提取对其加以优化，为深入研究奠定基础。

活泼瘤胃球菌在炎症性肠病发病中的作用

炎症性肠病(inflammatory bowel disease,IBD)是一种病因尚未阐明的慢性非特异性肠道炎症性疾病。发病机制可以概括为环境因素作用于遗传易感者,在肠道微生物的参与下,肠道免疫失衡,肠黏膜屏障受损,导致肠黏膜持续炎症损伤。肠道菌群与IBD的发生发展密切相关,其中活泼瘤胃球菌作为人类肠道中最丰富的共生菌之一,在IBD患者肠道中富集,其与IBD的关系受到关注。本文针对活泼瘤胃球菌的特性、在肠道中的定殖及在IBD发病中的相关机制等做一综述,以期为IBD发病机制、治疗措施的研究提供新的思路。

甘露寡糖调控体外瘤胃发酵和菌群结构的作用研究

本试验旨在研究甘露寡糖调控体外瘤胃发酵和菌群结构的作用。采用完全随机设计,共设置4个组,对照组(CON组)在发酵液中不添加甘露寡糖,试验组分别在发酵液中添加0.5%(低剂量组,LMO组)、1.0%(中剂量组,MMO组)和3.0%(高剂量组,HMO组)甘露寡糖,每组设置6个重复。试验以苜蓿干草为发酵底物,开展24 h体外瘤胃发酵试验,研究甘露寡糖对产气参数、发酵参数和菌群结构的调控作用。结果表明:1)与CON组相比,MMO组24 h累积产气量、理论最大产气量和总挥发性脂肪酸浓度均显著提高(P<0.05);HMO组24 h累积产气量、产气速率和总挥发性脂肪酸浓度均显著提高(P<0.05),氨态氮(NH3-N)浓度显著降低(P<0.05)。各组间乙酸和丙酸摩尔比以及乙酸/丙酸值均无显著差异(P>0.05)。2)与CON组相比,HMO组厚壁菌门(Firmicutes)和瘤胃球菌属(Ruminococcus)相对丰度显著提高(P<0.05),普雷沃氏菌属1(Prevotella_1)(P=0.065)和克里斯藤森菌科R-7群(Christensenellaceae_R-7_group)(P=0.075)相对丰度有提高趋势。3)体外瘤胃发酵参数与菌群相关性分析结果表明,厚壁菌门相对丰度与乙酸、丙酸和总挥发性脂肪酸浓度呈显著正相关(P<0.05);瘤胃球菌属相对丰度与24 h累积产气量、产气速率以及乙酸、丙酸和总挥发性脂肪酸浓度均呈显著正相关(P<0.05),与NH3-N浓度呈显著负相关(P<0.05)。综上所述,甘露寡糖对体外瘤胃发酵有积极影响,能够通过调控瘤胃菌群结构,提高瘤胃球菌属相对丰度和氮利用能力,增加总挥发性脂肪酸产量,但不改变发酵模式。

由活泼瘤胃球菌引起的腹膜透析相关性腹膜炎1例

1临床资料患者,男,55岁,于2018年9月30日以"发现蛋白尿10余年,肌酐升高8年,腹透液混浊伴腹泻1d"为主诉入大连医科大学附属第一医院。患者10余年前发现蛋白尿,于我院对症治疗。8年前查肌酐480μmol/L,尿素27.55 mmol/L,尿酸722μmol/L,诊断为慢性肾脏病5期,5年前发现血压升高,最高达180/100mmHg。

薄荷油对水牛瘤胃液中饲料的体外发酵和产甲烷性能的影响

将200 mg比例为50∶50的小麦秸秆和精料混合物添加到带有100 mL刻度的注射器中,以水牛瘤胃液作为培养液,采用体外产气法,研究不同添加比例薄荷油(0、0.33、1.0和2.0μL/mL培养介质)对产气和产甲烷性能、饲料发酵性能和微生物的影响。经培养观察24 h后,结果表明,当薄荷油添加量为0.33、1.0和2.0μL时,甲烷产量分别下降了19.9%、46.0%和75.6%(P<0.001)。当薄荷油添加量为1.0和2.0μL时,总挥发性脂肪酸浓度出现极显著下降(P<0.01),而薄荷油添加量为0.33μL时,对总挥发性脂肪酸浓度没有影响。当薄荷油添加量为1.0和2.0μL时,乙酸比例显著升高(P<0.05),丙酸比例极显著降低(P<0.001)。随着薄荷油添加剂量的增加,羧甲基纤维素酶和木聚糖酶活性极显著下降(P<0.001),抑甲烷作用增强,这也导致饲料体外真消化率依赖性下降(P<0.05)。当薄荷油添加量为0.33μL时,总微生物密度与对照组相似,但真菌、黄化瘤胃球菌和产甲烷菌分别增加了4、6和2倍,符合Real-timePCR的结果。当薄荷油添加量为1.0和2.0μL时,与对照组相比,总微生物、真菌、琥珀酸拟杆菌和产甲烷菌密度大幅下降。随着薄荷油添加量的增加,全毛虫和旋毛虫的数目极显著降低(P<0.001)。当添加的薄荷油为最高剂量时会对瘤胃微生物产生毒害作用,但低剂量薄荷油在体外试验中作为降低甲烷产量的瘤胃调控剂使用还需要进行更深入的研究。

牛瘤胃内主要细菌结构与功能探查

通常年每毫升瘤胃液含10~9~10^（10）个细菌,种类达300多种以上,现已鉴定出60种瘤胃细菌。1纤维分解菌1.1瘤胃球菌白色瘤胃球菌和黄色瘤胃球菌是瘤胃中主要的纤维分解菌,均为严格厌氧型革兰氏阳性球菌。两种菌能产生大量的纤维素酶和半纤维素酶,将纤维素降解。黄色瘤胃球菌能产生结构复杂的木聚糖酶、多种内切酶和一种外切酶,可将结构复杂的纤维物质降解成纤维二糖。

银屑病患者与健康人肠道菌群的差异研究

目的探讨银屑病患者与健康人肠道菌群差异。方法收集我院2018年8~12月银屑病患者(PSO组)及健康人群(CON组)粪便样本各10例,采用16S rRNA测序并用信息学方法分析两组肠道菌群差异。结果银屑病患者及健康人肠道菌群中关键菌群有差异,目、科水平:PSO组肠杆菌目及木霉菌目(Streptophyta)、肠杆菌科及未分类木酶菌科(unclassified Streptophyta)丰度较CON组高(P<0.05);属水平:PSO组瘤胃球菌(Ruminococcus)丰度较CON组高(P<0.05);种水平:PSO组埃氏拟杆菌(Bacteroides eggerthii)、Clostridium ruminantium菌种丰度较CON组丰度低(P<0.05)。组间差异群落分析显示,肠杆菌科、瘤胃球菌属等菌群是银屑病患者菌群失衡的关键类型。结论与健康人肠道菌群相比,银屑病患者肠道中肠杆菌科、瘤胃球菌属丰度高,可能与银屑病的发病机制有关。

能源上的应用

892672 在酿酒酵母的游离细胞浸提液中酰基磷酸酯酶提高了从葡萄糖生产乙醇产率[英]/Ramponi,G.…//Biotechno1.A-ppl.Biochem.-1988,10(5).-408～413[译自 DBA,1989,8(1),89-00417]在利用酿酒酵母(Saccharomyces cere-visiae)进行葡萄糖的乙醇发酵中。

建立实时荧光定量PCR方法监测运输应激对肉牛3种瘤胃细菌的影响

旨在建立一种有效的定量方法监测肉牛在运输前后瘤胃内3种主要细菌的变化,本试验选用8头体质量相近的健康夏南牛,在运输前、运输中6h、运输后1、3、7、15d时间段采集瘤胃液。分别以黄化瘤胃球菌、嗜淀粉瘤胃杆菌、脂解厌氧弧杆菌的16SrRNA序列设计引物,运用Real-time PCR技术研究运输应激对肉牛以上3种瘤胃微生物的影响。结果显示,与运输前相比,黄化瘤胃球菌在运输中6h、运后1d浓度显著升高(P<0.05)。嗜淀粉瘤胃杆菌在运后3d浓度升高到运输前的13.86倍,随后逐渐降低,15d时为运输前8.42倍。脂解厌氧弧杆菌在运输后3d数量出现极显著的降低(P<0.05),在7、15d逐渐恢复。结果表明,运输应激对黄化瘤胃球菌影响不大;脂解厌氧弧杆菌在运输应激后出现显著的降低,运输后半月内逐渐恢复正常水平。嗜淀粉瘤胃杆菌则呈现明显的上升趋势。采用Real-time PCR方法对瘤胃细菌进行定量可以快速有效的反映出运输应激对菌的数量变化趋势。

新发T2DM和IGR患者肠道菌属丰度与膳食因素相关性研究

目的分析肠道巨单胞菌属(Megamonas)、巴恩斯菌属(Barnesiella)、梭菌属(Clostridium)和瘤胃球菌属(Ruminococcus)在新发2型糖尿病(T2DM)、糖调节受损(IGR)与糖耐量正常(NGT)人群的丰度差异,以及菌属与膳食摄入量的相关性。方法于2021年9月至2022年6月选取新疆医科大学第一附属医院和新疆医科大学第五附属医院72例新发T2DM、35例IGR及124例NGT为研究对象,构建质粒制作菌属标准品并绘制标准曲线,采用实时荧光定量PCR(qPCR)检测4种菌属丰度并比较其差异。采取食物频率问卷(FFQ)调查研究对象的膳食情况,分析4种菌属与膳食摄入量的相关性。结果Megamonas、Barnesiella、Clostridium、Ruminococcus丰度在3组间比较,差异均有统计学意义(P<0.05);T2DM组Barnesiella、Clostridium、Ruminococcus丰度较NGT组和IGR组降低;且T2DM组Megamonas和Barnesiella丰度明显低于IGR组(P<0.05)。3组蔬菜、水果和蛋类的摄入量比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。Barnesiella的菌群丰度对数值(lgSQ值)与平均每人每日油、平均每人每日动物油摄入量呈正相关(r=0.187、0.208,P<0.05);Clostridium的lgSQ值与空腹血糖(FPG)、总胆固醇、甘油三酯、平均每人每日盐摄入量呈负相关(r=-0.280、-0.165、-0.255、-0.167,P<0.05);Ruminococcus的lgSQ值与FPG、高密度脂蛋白胆固醇、平均每人每日盐摄入量呈负相关(r=-0.213、-0.131、-0.182,P<0.05),与水果摄入量呈正相关(r=0.131,P<0.05)。结论IGR和T2DM患者肠道Megamonas、Barnesiella、Clostridium和Ruminococcus丰度发生改变,且与部分膳食摄入量相关。早期对糖尿病前期IGR进行饮食或肠道菌群调节干预可为T2DM提供治疗靶点和新思路。

腹型过敏性紫癜患儿急性期与恢复期肠道菌群变化的分析

目的探究腹型过敏性紫癜患儿急性期与恢复期肠道菌群的变化,为制定更针对性的过敏性紫癜治疗措施提供依据。方法选取28例腹型过敏性紫癜患儿粪便标本(急性期19例和恢复期9例),9例非腹型过敏性紫癜患儿粪便标本,一共37例粪便标本。采用Illumina MiSeq平台提取样本DNA进行高通量测序,对测序结果进行生物信息学分析。结果腹型过敏性紫癜患儿急性期肠道菌群α多样性与恢复期、非腹型过敏性紫癜存在显著差异,而β多样性没有显著差异,腹型过敏性紫癜患儿急性期粪便标本中韦荣球菌属的相对丰度显著高于无腹痛腹型过敏性紫癜和非腹型过敏性紫癜患儿,而瘤胃球菌属的相对丰度在腹型过敏性紫癜患儿恢复期粪便标本中最高。结论肠道菌群的变化可能参与腹型过敏性紫癜的发病,其中主要表现在急性期韦荣球菌属丰富度的增加和恢复期瘤胃球菌属丰富度的升高,为微生物制剂的应用提供依据。

乳酸碳链延长技术及其在有机废弃物资源化中的应用研究进展

资源化利用是有机废弃物处理处置的重要方向,降低成本和提高产物的附加值是推动有机废弃物资源化利用的重要引擎,也是巨大挑战.近年来,在该领域发展出了一种基于羧酸平台的乳酸合成己酸的碳链延长新技术.本文首先介绍了乳酸碳链延长技术的代谢机制以及相关功能微生物.该技术的核心是利用乳酸作为电子供体,在特定微生物(如埃氏巨型球菌Megasphaera elsdenii、瘤胃球菌Ruminococcaceae strain CBP6以及反应器混合微生物)的作用下,将乙酸等短链脂肪酸经碳链延长过程转化为含有6个碳原子的中链脂肪酸己酸.然后详细介绍了该技术在富含乳酸的废弃物中的应用研究进展.在有机质含量比较高的废弃物如餐厨垃圾、乳清废水、酿酒废水中均存在高浓度的乳酸,这一类废弃物具有最终资源化为己酸的潜力.进一步分析了影响该技术效能的关键因子,包括环境pH、温度以及电子供体和受体.最后总结了乳酸碳链延长技术相对于传统废弃物资源化处理技术的优、劣势.乳酸碳链延长技术在有机废弃物的资源化处理领域已表现出巨大的应用潜力,未来需要进一步提高己酸产物效价和降低分离提纯成本.(图2表3参66)