16S-rRNA测序技术分析早产儿肠道细菌基因组指导新生儿坏死性小肠结肠炎手术时机选择的研究

目的探讨16S-rRNA测序技术分析早产儿肠道细菌基因组指导新生儿坏死性小肠结肠炎(NEC)手术时机选择。方法前瞻性选择2021年1月至2022年6月百色市人民医院需要手术治疗的NEC患儿30例为观察组,选择同期内科保守治疗的Ⅰ期15例和Ⅱa期15例患者为对照组。采用HiSeq测序平台,借助双端测序模式进行高通量二代测序,比较两组多样性指数、优势均属丰度及不同优势菌比值等;绘制受试者操作特征(ROC)曲线,分析16S-rRNA测序技术的指导价值。结果60例患者60份样本中共获得细菌84个,且两组样品均为副杆状菌属最高,其次为Ruminococcus、Blautia、Aeromonas和Fusobacterium;两组肠道菌群上述菌门丰度存在差异(P<0.05);从粪便标本中共获得有效序列7347481条,人均130857条,测序平均覆盖度为(92.15±5.61)%;观察组手术治疗的NEC患儿中香农-维纳(Shannon)及辛普森多样性(Simpson)指数低于对照组内科保守治疗患儿,差异有统计学意义(P<0.05);ROC曲线结果表明,16S-rRNA测序技术在NEC患儿手术时机选择中的指导AUC为0.846,指导灵敏度为87.51%,特异度为83.16%。结论NEC患儿常伴有肠道细菌基因组改变,且菌群结构的变化与患儿病情严重程度有关,通过16S-rRNA测序技术能指导NEC患儿手术治疗时机。

基于16S rDNA测序分析中药复方石苦秦散对腹泻小鼠盲肠的影响

【目的】探明止泻中药复方石苦秦散对蓖麻油和番泻叶所致腹泻小鼠肠道微生物的影响,为研究石苦秦散止泻作用机制奠定基础。【方法】将70只小鼠分为正常对照组、阳性药物组、蓖麻油模型组、蓖麻油中药预防组、番泻叶模型组、番泻叶中药预防组和番泻叶中药治疗组,按试验设计进行灌胃处理后,观察各组小鼠腹泻情况,针对不同药物腹泻模型采集十二指肠、盲肠观察肠道病理变化,最后采集各组盲肠内容物进行16S rDNA测序。【结果】腹泻指数显示,灌胃1 h番泻叶中药预防组和中药治疗组均极显著(P<0.01)低于番泻叶模型组;蓖麻油模型灌胃2 h与正常对照组差异极显著。肠道病理变化主要为制造腹泻模型后黏膜下层有少量炎性细胞浸润,除正常对照组外其他组肌层和浆膜变薄。盲肠Alpha测序显示,蓖麻油造模后,中药预防组能显著提高盲肠菌群丰度和多样性;Beta多样性PCoA分析表明,蓖麻油模型组与其他组样本明显分开;物种分类显示,2种药物腹泻模型处理后中药预防组和治疗组均不同程度提高拟杆菌门(Bacteroidetes)、软壁菌门(Tenericutes)丰度,降低变形菌门(Proteobacteria)丰度;属水平在正常范围内,降低乳杆菌(Lactobacillus)和大肠杆菌(Escherichia)丰度,提高有益菌Mucispirillum和拟普雷沃菌属(Alloprevotella)丰度。【结论】蓖麻油和番泻叶小鼠腹泻模型使用中药复方石苦秦散预防和治疗后,可明显改善肠道微生物丰度,特别是炎症反应相关的微生物,说明石苦秦散可通过调整肠道炎症修复发挥止泻作用。

基于16S rRNA测序的观赏桃根系微生物多样性研究

观赏桃作为重要的园艺植物,其根际微生物群落对其生长和健康具有重要影响。本研究通过16S rRNA测序技术,分析了不同观赏桃品种根际微生物群落的多样性和结构特征,旨在揭示其微生物群落的差异性和互作关系。研究发现,不同观赏桃品种的Shannon多样性指数存在显著差异,“紫叶垂枝”(ZYCZ)显示出最高的多样性,而“中二乔”(ZEQ)和“烟云”(YY)等品种的多样性较低。此外,“紫叶垂枝”(ZYCZ)在特定分类群中的相对丰度较高,表现出明显的优势地位。研究还揭示了根际微生物群落之间的显著互作关系,如变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)之间的正相关关系,以及有益微生物与病原菌之间的负相关关系。本研究为观赏桃根际微生物群落的多样性和互作关系提供了新的见解,有助于优化观赏桃的种植和管理策略。未来将进一步研究微生物群落在根际环境中的具体功能、微生物-植物互作机制、环境因素的影响以及群落的长期动态变化,旨在提升观赏植物的健康生长和农业生产的可持续性。

基于16S rRNA测序的1型和2型糖尿病大鼠肠道菌群差异

通过16S rRNA测序分析T1DM与T2DM大鼠肠道菌群的差异。Alpha多样性分析显示,T1DM组和T2DM组肠道菌群多样性和均匀度均高于对照组,Beta多样性分析显示不同组样本间存在差异且有很好的聚类。在门水平上,T1DM和T2DM大鼠肠道菌群以Firmicutes和Bacteroidetes为主,Firmicutes/Bacteroidetes(F/B)比例相比于对照组增加,且T2DM组高于T1DM组。与对照组相比,T1DM组Actinobacteria丰度显著增加,Anaerofustis丰度显著降低。在T2DM大鼠中,Proteobacteria、Oscillospira丰度显著增加。Oscillospira丰度在T2DM组增加,在T1DM组无明显差异。Rhodococcus为T1DM组的特有属,Coprobacillus和Roseburia为T2DM组的特有属。研究结果表明大鼠肠道菌群失调与T1DM和T2DM密切相关,可为T1DM和T2DM患者的个性化治疗提供科学依据。

基于16S rRNA测序分析阻塞性睡眠呼吸暂停患者肠道靶标菌群的变化

目的分析阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)患者和健康人群肠道菌群的差异,探讨肠道菌群在OSA发病中的作用及意义。方法随机纳入2022年1月~12月就诊于本院诊断为OSA的患者39例作为OSA组,健康志愿者20例作为对照组。收集两组人群的粪便标本,通过16SrRNA高通量测序分析其微生物组成,分析两组人群肠道菌群之间的Alpha多样性、Beta多样性、物种差异与标志物种和差异生物功能代谢通路功能预测分析。结果Alpha多样性分析显示,OSA组的物种多样性指数Shannon和Simpson、物种丰度指数Observedspecies及菌群均匀度指数Pielou均低于对照组(P<0.05);Beta多样性分析显示,两组间群落结构存在差异(P<0.05)。OSA组肠道菌群群落结构上与对照组存在差异,潜在致病菌属如假单胞菌属、巨单胞菌属等菌群丰度增加(P<0.05)。LEfSe分析结果显示,与对照组相比,OSA组假单胞菌属、巨单胞菌属、梭杆菌属丰度升高(P<0.05)。关联网络分析结果显示,影响宿主稳态的为差异标志菌群;随机森林分析和ROC曲线结果显示,假单胞菌属是具有重要鉴别意义的生物标志菌属。差异代谢通路预测功能显示,维持肠道菌群稳态起主要作用功能的是生物合成功能,假单胞菌属参与了芳香族生物胺降解和酮葡萄糖酸代谢。结论OSA患者存在肠道菌群紊乱,肠菌中假单胞菌属可能通过参与物质代谢影响OSA发生发展,可望作为防治OSA的潜在肠菌靶标。

基于16S rDNA测序分析不同剩余采食量皖南黄兔盲肠中微生物菌落多样性

[目的]本研究旨在探究皖南黄兔个体间剩余采食量水平差异与盲肠菌群多样性的关系。[方法]选取体重、年龄相近的110只皖南黄兔仔兔进行60 d的饲养试验,试验结束后测定个体剩余采食量(residual feed intake, RFI),根据RFI值选出5只高RFI和5只低RFI皖南黄兔母兔,分别为H组(高RFI值)和L组(低RFI值)。利用16S rDNA扩增子测序技术对H组和L组母兔盲肠内容物进行比较分析。[结果]不同剩余采食量水平的家兔盲肠菌群组成丰富度无显著差异(P>0.05),而菌落多样性存在一定差异。L组黄兔盲肠微生物中纺锤链杆属(Fusicatenibacter)、经黏液真杆菌属(Blautia)、毛螺菌属(Lachnospira)、草酸杆菌属(Oxalobacter)、肠杆菌属(Intestinibacter)的相对丰度显著高于H组(P<0.05);Paludicola、Mailhella、螺杆菌属(Helicobacter)、假单胞菌属(Pseudomonas)的相对丰度显著低于H组(P<0.05)。[结论]不同RFI水平的皖南黄兔群体盲肠菌群多样性和结构组成存在一定差异,包括毛螺菌属、纺锤链杆菌属、结肠杆菌等与血脂代谢、血糖调节过程相关的菌群在两组间的丰度存在显著差异。调节肠道菌群的结构及丰度可能是改善家兔饲料利用效率的有效途径。

基于UPLC-Q-Orbitrap HRMS代谢组学和16S rRNA基因测序探讨骨疏丹补肾机制

目的 整合代谢组学和肠道微生物组学的研究策略探讨骨疏丹(Gushudan, GSD)预防氢化可的松诱导的肾阳虚证(kidney-yang deficiency syndrome, KYDS)大鼠的补肾作用机制。方法 分别采用超高效液相色谱-四级杆/静电场轨道阱高分辨质谱(UPLC-Q-Orbitrap HRMS)的非靶向代谢组学和16S rRNA基因测序分析的肠道微生物组学方法,分析正常对照组、肾阳虚证模型组、骨疏丹给药组和阳性对照组大鼠粪便代谢物谱与肠道菌群组成,采用Pearson相关分析探讨内源性差异代谢物与差异菌群之间的相关性。结果 基于UPLC-Q-Orbitrap HRMS的代谢组学方法在正负离子模式下共发现骨疏丹参与调控肾阳虚症的22种差异代谢物,如色氨酸、鹅去氧胆酸、肌酐和油酸酰胺等,主要涉及氨基酸代谢、胆汁酸代谢、能量代谢和脂质代谢。基于16S rRNA测序分析发现骨疏丹在属水平显著上调普雷沃氏菌(Prevotellaceae)的相对丰度(P<0.05),显著下调颤杆菌(Oscillibacter)的相对丰度(P<0.05)。相关性分析结果表明甘胆酸和鹅去氧胆酸与在属水平显著改变的普雷沃氏菌(Prevotellaceae)显著正相关(P<0.05),而与考拉杆菌(Phascolarctobacterium)显著负相关(P<0.05)。二十二碳六烯酸与毛螺菌(Lachnospiraceae)显著负相关(P<0.05)。结论 骨疏丹通过良性调节内源性代谢和肠道菌群结构发挥补肾作用,为中药通过肠-肾轴治疗疾病提供新的思路和方法。

基于16S rRNA基因测序技术分析急性肝内胆汁淤积大鼠的肠道菌群

目的 探讨ANIT诱导的大鼠急性肝内胆汁淤积(acute intrahepatic cholestasis,AIC)与肠道菌群的关系。方法 以SPF级的SD大鼠为实验对象,随机分为正常对照组、模型组,每组24只,依据取材时间不同又将各组随机分为24 h、48 h、72 h 3个亚组,每组8只。模型组通过一次性予2%ANIT按100 mg·kg^(-1)·d^(-1)灌胃造模诱发AIC模型,正常对照组予等容积色拉油灌胃。通过高通量测序法对肠道粪便细菌16S rRNA的V_(3)~V_(4)区进行基因测序及生物信息学分析。结果 AIC造模后,随着时间增加,α多样性指数逐步升高,造模72 h组相比造模24 h组,Shannon指数有显著性差异;β多样性发现,利用基于加权Unifrac距离PcoA分析或NMDS分析均显示:正常对照组、造模24 h组和造模48 h组的肠道菌群显示比较明显的聚集效应;在门水平上,厚壁菌门(Firmicutes)丰度在造模48 h后显著下降,变形菌门(Proteobacteria)的丰度显著上升,拟杆菌门(Bacteroidetes)的丰度显著上升;LEfSe对组间差异显著的物种分析结果显示,LDA值大于4的微生物类群有35个。结论 模型组干预后大鼠肠道菌群结构和多样性均发生显著变化。

基于16SrRNA基因测序对腹膜透析患者肠道微生态环境特征分析研究

目的探讨基于16SrRNA基因测序对腹膜透析患者肠道微生态环境的特征分析。方法选取2019年2—9月赣州市人民医院收治的60例接受规律性腹膜透析的患者作为观察组,另选取2019年5月于本院进行常规体检的60名受试者作为对照组。对所有受试者进行粪便提取和检测。比较两组炎症指标水平[C反应蛋白CRP)、超敏C反应蛋白(hs-CRP)、白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)],分析观察组16SrRNA基因测序结果和肠道微生态检测结果。结果观察组CRP、hs-CRP、IL-6水平均高于对照组,TNF-α水平低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。60例患者中,腹膜透析透出液培养检出革兰阳性菌41例,阳性率为68.3%;观察组革兰阴性菌22例(其中大肠埃希菌14例),革兰阳性菌38例(其中表皮葡萄球菌13例,头状葡萄球菌、唾液链球菌均5例)。结论16SrRNA基因测序可准确评估腹膜透析患者的肠道情况,健康人群肠道微生物的群落较复杂,但基本稳定,为肠道菌群结构和功能研究提供了参考依据。

基于16S rDNA测序分析酒精性脂肪肝病进展中小鼠肠道菌群变化

目的:采用16S rDNA测序技术分析酒精性脂肪肝病(AFLD)发展过程中小鼠肠道菌群的变化,并探讨小鼠AFLD进展的可能机制。方法:将60只雄性C57BL/6小鼠随机分为对照组(35只)和模型组(25只)。适应性喂养5 d后,对照组小鼠每天喂食Lieber-DeCarli对照流质饲料(TP4030C),模型组小鼠每天喂食含有4%乙醇的Lieber-DeCarli流质饲料(TP4030B),连续30 d后,采用苏木精—伊红(HE)染色法观察肝脏病理变化;16S rDNA测序法分析肠道菌群组成结构。结果:与对照组相比,AFLD模型组小鼠肠道菌群的α多样性结果显示其物种丰富度降低(P<0.05)。Beta多样性结果表明两组小鼠肠道菌群结构组成和丰度存在显著差异(P<0.05)。与对照组相比,模型组粪杆菌属(Faecalibaculum)、杜博菌属(Dubosiella)、异杆菌属(Allobaculum)、瘤胃球菌属UCG-013(Ruminococcaceae UCG-013)等菌属相对丰度升高,乳酸杆菌属(Lactobacillus)、毛螺菌属(Lachnospiraceae NK4A136 group)等菌属相对丰度降低。模型组小鼠肠道菌群在丙氨酸转移酶、谷胱甘肽水解酶和组蛋白乙酰转移酶通路活性显著增加(P<0.05)。结论:含4%乙醇的Lieber-DeCarli流质饲料成功构建了AFLD C57BL/6小鼠模型,AFLD小鼠肠道菌群的结构和组成均发生变化,酒精可能通过破坏肠道微生物稳态,增加丙氨酸转移酶、谷胱甘肽水解酶和组蛋白乙酰转移酶通路活性加快AFLD的进展。

基于16S rDNA测序分析云南高原世居汉族高血压患者肠道菌群的差异

目的:采用16S rDNA测序技术分析云南高原世居汉族新诊断高血压患者与健康人群肠道菌群的差异。方法:基于中国多民族队列(CMEC)的基线调查数据,将云南丽江永胜县汉族新诊断高血压患者分为未用药组(H组)23例,高血压药物治疗组(HM组)13例,以健康人群26例作为对照(C组)。收集3组血液、粪便样本,用于血液生化指标检测及16S r DNA测序技术分析。结果:α多样性结果显示,与C组相比,H组肠道菌群物种丰富度下降(P=0.037);β多样性结果显示,3组比较差异具有统计学意义(R^(2)=0.047,P=0.043),其中HM组与C组差异最为显著(R^(2)=0.0552,P=0.005)。在属水平上,与C组比较,H组双歧杆菌、柯林斯杆菌属、苏黎世杆菌属等7个菌属丰度显著降低,而肠球菌属丰度显著增高(均P<0.05)。H组与C组Spearman相关性分析结果显示,双歧杆菌属和柯林斯杆菌属与收缩压(SBP)和舒张压(DBP)呈负相关关系(P<0.05)。受试者工作特征(ROC)曲线分析显示,双歧杆菌和柯林斯杆菌作为高血压疾病的微生物标志物的曲线下面积(AUC)为0.78。结论:云南高原世居汉族人群高血压疾病的发生、发展与肠道菌群紊乱相关,表现为有益菌减少,有害菌增加;双歧杆菌和柯林斯杆菌或可作为高原地区人群高血压的微生物标志物,补充有益菌和调整饮食结构可预防和改善高血压。

基于16S rDNA测序分析柔嫩艾美耳球虫感染对鸡盲肠菌群的影响

为探究柔嫩艾美耳球虫感染对鸡盲肠菌群的影响,采集对照组和球虫感染组雏鸡盲肠内容物,提取DNA,16S rDNA测序分析鸡盲肠菌群丰度、多样性的变化,采用粪菌移植验证正常鸡肠道菌群对柔嫩艾美耳球虫感染的保护作用。16S rDNA测序结果显示,柔嫩艾美耳球虫感染后盲肠内菌群丰度、多样性显著降低。在门水平上,感染前,两组雏鸡盲肠的优势菌门均为厚壁菌、变形菌、放线菌;感染后厚壁菌门丰度下降,变形菌门、放线菌门的丰度上升,差异显著(P<0.05),感染组出现了拟杆菌门。在属水平上,与对照组相比,感染组鸡盲肠微生物菌群中乳杆菌属、埃希菌-志贺菌属、拟杆菌属、罗姆布茨菌属、棒状杆菌属、肠球菌属、变形杆菌属丰度增加但差异不显著(P>0.05),毛螺菌科未定属、瘤胃球菌属、梭菌UCG-014、瘤胃球菌科未定属丰度显著下降(P<0.05),GCA-900066575丰度降低但差异不显著(P>0.05)。粪菌移植结果显示,与生理盐水移植组相比,盲肠内容物移植组和粪便菌移植组能显著减轻柔嫩艾美耳球虫感染后鸡增重降低的影响,减轻盲肠损伤,卵囊产量显著下降(P<0.05)。盲肠内容物移植组和粪便菌移植组的抗球虫指数分别为173.12和164.38,可以抵抗柔嫩艾美耳球虫的感染。以上结果表明,柔嫩艾美耳球虫感染破坏了原始肠道菌群,鸡盲肠的组成和结构被改变,促进了以埃希菌-志贺菌为代表的致病菌快速生长和定殖,而正常鸡肠道内存在益生菌,可保护机体对抗柔嫩艾美耳球虫感染。

基于全长16S rRNA测序的电磁辐射环境人群口腔菌群特征研究

目的:描述和比较工作环境中存在电磁辐射人群与普通工作环境人群口腔菌群分布特征及差异,为电磁辐射损伤的早期防护提供潜在筛查方法及依据。方法:2023年10~12月期间随机抽取某两家单位工作人员共130人为研究对象,依据其工作环境分为电磁辐射工作环境组(JMS组,n=65)与普通工作环境组(BJ组,n=65),收集两组口腔唾液标本并提取DNA,通过高通量基因测序平台对其16S rRNA进行测序,研究并比较两组口腔菌群构成特征。结果:β多样性分析结果表明JMS组与BJ组口腔菌群结构存在统计学差异(P<0.01)。口腔菌群构成中,在门水平上,两组拟杆菌门、梭杆菌门的相对丰度存在统计学差异(P<0.05);在纲水平上,两组芽孢杆菌纲、梭杆菌纲、梭菌纲的相对丰度均有极显著差异(P<0.001),而放线菌纲、红蝽菌纲、蒂西耶氏菌纲和拟杆菌纲的相对丰度有显著差异(P<0.05)。LEfSe差异分析结果表明,JMS组具有独特的菌群结构,有11种菌显著富集,分别为梭菌纲、微黄奈瑟氏球菌A、管道杆菌属、诺曼管道杆菌、细小口腔杆菌、梭杆菌门、梭杆菌纲、梭杆菌目、不解糖口腔杆菌、龈沟产线菌、梭杆菌科。此外,菌群功能预测结果显示,JMS组口腔菌群在免疫系统途径、抗肿瘤药耐药性途径、能量代谢途径上的富集程度高于BJ组;BJ组在碳水化合物代谢途径、膜传输途径的富集程度高于JMS组。结论:普通工作环境和电磁辐射工作环境下人群具有不同的口腔微生物特征与菌群代谢特征,且表现在多个分类水平上,提示电磁辐射工作环境可能对人口腔菌群分布特征产生影响,未来仍需进一步证实和探索。

基于16S rDNA测序技术分析实验用猫的肠道菌群特征

目的通过16S rDNA高通量测序研究不同品种和不同性别实验用猫肠道菌群的变化特征。方法选取实验用猫21只,根据实验用猫的品种和性别进行分组,按品种分组(普通组=12只、品种组=9只),按性别分组(雄性组=9只、雌性组=12只)。采取猫的粪便样本,提取DNA,PCR扩增,利用通过16S rDNA高通量测序进行菌群结构及多样性的差异分析。结果实验用猫门水平的优势菌为厚壁菌门、拟杆菌门、放线菌门(相对丰度之和大于96%)。属水平相对丰度水平较高的菌群为链球菌属、肠球菌属、欧鲁森氏菌属、普雷沃氏菌属、双歧杆菌属和柯林斯菌属。性别可对实验用猫肠道菌群的构成产生影响,且雄性猫和雌性猫之间存在丰度有统计学差异的菌种。相较于雌性猫,普雷沃氏菌属、柔嫩梭菌属和土孢杆菌属在雄性猫的肠道中的相对丰度增加(t检验,P<0.05)。结论利用16S rDNA高通量测序分析了实验用猫的肠道菌群的组成、丰度等基本特点,并阐述了性别及品种对实验用猫肠道菌群物种组成的影响。

基于16S rRNA基因测序法分析勃起功能障碍患者口腔微生物多样性

目的通过16S rRNA高通量测序分析勃起功能障碍(erectile dysfunction,ED)患者和正常健康人的口腔菌群结构差异,探讨ED与口腔菌群的关系。方法选择贵州中医药大学第一附属医院泌尿外科门诊就诊的年龄段在20~65岁的ED患者(ED组)与健康者(正常对照组),各15例,收集唾液样本分别进行16S rRNA高通量测序,对各组唾液样本菌群的结构进行比较和分析。采用独立样本t检验、非参数检验、χ^(2)检验进行统计分析。结果ED组和正常对照组唾液中菌群的核心优势菌种组成相似,在菌属水平上优势菌属前10位分别为梭杆菌属、雷尔氏菌属、奈瑟氏菌属、嗜血杆菌属、普雷沃-7菌属、韦荣氏球菌属、异戊酸杆菌、链球菌属、卟啉菌属、放线菌属。两组唾液样本中不同菌群的丰度差异均有统计学意义(均P<0.05)。ED组中的链球菌属的丰度高于正常对照组[8.59(4.13,11.75)%比4.23(3.25,7.48)%],梭杆菌属的丰度低于正常对照组[9.38(5.61,14.91)%比14.13(7.92,19.03)%],两组比较差异均有统计学意义(均P<0.05)。结论ED患者与健康人的口腔菌群存在着相同的核心组成骨架,而菌群结构却存在一定的差异,这或许和ED的发生发展有着密切联系,但其中的因果关系及其相关机制还有待进一步深入探讨。

基于16S rDNA测序探析早发性卵巢功能不全肾虚肝郁证患者肠道菌群的特征

目的:基于16S rDNA测序探讨早发性卵巢功能不全(POI)肾虚肝郁证患者肠道菌群的群落结构变化。方法:纳入POI肾虚肝郁证患者60例(POI组),招募健康志愿者30例(健康对照组)。通过16S rDNA高通量测序分析POI肾虚肝郁证患者及健康志愿者的肠道菌群特征,并进行对比分析。结果:与健康对照组比较,在门水平上POI组拟杆菌门等相对丰度升高,而厚壁菌门、放线菌门等相对丰度降低,在属水平上POI组普雷沃氏菌属、拟杆菌属和梭状芽胞杆菌属XIVa等相对丰度升高,而粪杆菌属等相对丰度降低。结论:POI患者与健康人群在肠道菌群上存在差异,肠道菌群之间的比例失调可能引起机体内环境紊乱,诱导POI发生。

基于16S rDNA测序的巢湖流域水体粪便污染溯源

排入地表水中的动物粪便会带来一系列生态与公共卫生问题,快速准确鉴别污染来源对于源头控制与污染治理具有重要意义。基于细菌群落的微生物溯源技术(Community-based microbial source tracking)以及高通量DNA测序技术(Nextgeneration sequencing,NGS),对污染源中微生物和环境样本中的微生物群落进行比较分析,进而对水体中粪便污染来源进行预测。本文利用16S rDNA测序,系统分析与比较了巢湖流域水体、沉积物样本与广泛的潜在污染源(包括村庄与养猪场污水,野生水鸟粪便,人类与家禽、家畜粪便)的细菌群落组成,同时,利用基于机器学习的溯源软件FEAST与Sourcetracker,对水体、沉积物样本的潜在污染源进行了预测。结果表明:水体与沉积物样本的微生物多样性显著高于粪便样本,其中巢湖水体与河流沉积物样本具有最高的物种多样性,同时样本中也存在大量未分类物种。变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria),拟杆菌门(Bacteroidetes)广泛分布于所有样本中。溯源分析结果表明,村庄排污口与污水处理厂排污口样本是河水样本最主要的污染来源,沉积物与湖水样本则预测存在猪场排污水与野生水鸟粪便的污染,所有样本未检测到来自人粪与鸡粪的污染。

应用16S rRNA测序技术分析冷暖季节放牧牦牛瘤胃细菌区系特征的研究

试验旨在探究高海拔地区冷暖放牧季节的生长牦牛与成年牦牛瘤胃细菌区系组成及季节变化特征。采用随机区组设计,选取健康、体重相近的1.5岁公牦牛和3.5岁公牦牛各5头,根据牦牛年龄和采样时间不同分为4组,分别为BO组(暖季采集的1.5岁公牦牛瘤胃液)、BT组(冷季采集的1.5岁公牦牛瘤胃液)、DO组(暖季采集的3.5岁公牦牛瘤胃液)和DT组(冷季采集的3.5岁公牦牛瘤胃液)。结果表明,在门水平上,1.5岁和3.5岁公牦牛瘤胃中拟杆菌门、软壁菌门丰度在冷季明显高于暖季,而厚壁菌门和互养菌门的丰度在暖季明显高于冷季。在属水平上,1.5岁和3.5岁公牦牛瘤胃中产酸糖酵菌属、Papillibacter的菌属丰度在冷季明显高于暖季,而未分类-普雷沃氏菌属和欧氏菌属丰度明显降低。功能预测中显示,在冷季时期1.5岁和3.5岁公牦牛瘤胃微生物区系中的聚糖生物合成与代谢功能、酶家族和脂质代谢和运输和分解代谢功能等相关基因的表达量明显高于暖季,而翻译功能相关的基因表达量明显低于暖季。研究表明,暖季放牧牦牛瘤胃水解产物降解菌群在种类、数量、能量代谢等方面均高于冷季,表明暖季放牧更有利于牦牛瘤胃细菌区系的生长发育。

基于16S rDNA测序探索食管鳞状细胞癌患者肠道菌群特征

背景食管癌是我国的高发肿瘤之一,其发病与死亡人数均为世界平均水平的2倍以上。在我国大多数食管癌发现时已是中晚期,预后较差,所以迫切需要早期诊断及干预治疗,目前肠道菌群在食管癌诊断及治疗中的作用备受关注。目的探索食管鳞状细胞癌患者肠道菌群基本特征。方法纳入2022年4—8月就诊于河北医科大学第四医院未经任何抗肿瘤治疗的食管鳞状细胞癌患者35例作为食管癌组,健康志愿者35例作为对照组。收集两组人群粪便标本,应用16S rDNA技术检测肠道菌群,根据检测结果物种注释情况分析两组人群肠道菌群的Alpha多样性、Beta多样性〔主坐标分析(PCoA)〕及菌群物种差异性〔线性判别分析及影响因子(LEfSe)分析〕。结果两组人群肠道菌群Alpha多样性香农(Shannon)、辛普森(Simpson)、Chao1、ACE及Goods_coverage指数比较均无明显差异(P>0.05);而PCoA图显示两组样本整体上相距较远,群落结构存在差异(t=10.837,P<0.001)。两组人群肠道菌群T-test检验结果在属水平共有16类菌属的丰度存在明显差异,相对丰度较高的前8位菌属中,食管癌组栖粪杆菌属(Faecalibacterium)、罗斯氏菌属(Roseburia)、柠檬酸杆菌属(Citrobacter)丰度低于对照组,乳杆菌属(Lactobacillus)、罗姆布茨菌属(Romboutsia)、瘤胃球菌属组(Ruminococcus_torques_group)、肠杆菌属(Intestinibacter)、土杆菌属(Turicibacter)丰度高于对照组(P<0.05)。LEfSe分析结果显示14种肠菌丰度存在差异,在属及种水平上与对照组相比,食管癌组Faeculibacterium及普拉梭菌(Faecalibacterium-prausnitzii)丰度降低,Romboutsia及Rombutsia-ilealis丰度升高(P<0.05)。结论食管鳞状细胞癌患者具有显著性差异肠菌,其中Faecalibacterium、Faecalibacterium-prausnitzii、Romboutsia及Rombutsia-ilealis可能是食管癌特异性改变物种,与食管癌发生密切相关。

应用16S rRNA基因测序比较分析不同品系1型糖尿病小鼠肠道菌群的异同

目的比较C57BL/6(B6)和FVB两个品系小鼠建立的1型糖尿病(T1DM)模型肠道菌群组成和多样性的异同,为探索两模型在T1DM相关肠道菌群研究中的进一步应用提供背景数据。方法采用8周龄SPF级雄性B6和FVB小鼠各20只,两组小鼠每天腹腔注射40 mg/kg的链脲佐菌素(STZ)连续5 d,小鼠空腹血糖连续2周≥11.1 mmol/L为T1DM建模成功,建模6周后每组分别收集10份洁净粪便,进行16S rRNA基因V3-V4区测序,分析粪便中肠道菌群的Alpha多样性、Beta多样性、优势菌科及肠道菌群相关的功能通路。结果B6与FVB组T1DM小鼠肠道菌群的Alpha多样性和丰富度没有显著差异(P>0.05),两组小鼠的菌群Beta多样性存在统计学上的差异(P<0.05)。B6组T1DM小鼠肠道的优势菌科为Muribaculaceae、Lactobacillaceae、Lachnospiraceae、Prevotellaceae、Desulfovibrionaceae、Akkermansiaceae;FVB组T1DM小鼠肠道的优势菌科为Lactobacillaceae、Muribaculaceae、Lachnospiraceae、Prevotellaceae、Clostridiales_unclassified、Saccharimonadaceae、Marinifilaceae;两组中共有的优势菌科在比例上差异很大。B6与FVB组的厚壁菌门与拟杆菌门的比值都显著增加。两组T1DM小鼠肠道菌群的功能通路集中在以氨基酸、糖代谢及核苷酸的代谢途径中。结论两组T1DM小鼠肠道菌群Alpha多样性无差异,但肠道菌群的组成及比例差异较大,优势菌群在不同模型中的组成比例发生了改变。