基于16S rDNA扩增子测序与流式细胞仪分析葛根改善免疫与肠道微生物的关系

本文基于16S rDNA扩增子测序与流式细胞仪深入探索葛根改善免疫的机制,并分析肠道微生物与免疫的关系。葛根灌胃四周后,取血,测定血清中TNF-α、IFN-γ、IL-6,运用流式细胞仪测定血清中T、B淋巴细胞数量,16S rDNA扩增子测序粪便中肠道微生物菌群变化。结果显示,与空白对照组比较,各剂量葛根皆降低炎性因子,改善机体免疫状态,其中以低剂量最为显著(P < 0.05)。流式细胞仪结果显示,各剂量组葛根提取物都显著增加血清中T、B淋巴细胞数量(P < 0.05),增长幅度以低剂量最为显著(P < 0.01)。16S rDNA扩增子测序结果显示,葛根提取物可以特异性增高与免疫相关肠道微生物的丰度,如梭状芽孢杆菌、罗氏杆菌、狄氏副拟杆菌、肠球菌等,以狄氏副拟杆菌最为显著。Alpha多样性指数组间差异分析提示葛根能够提高肠道微生物的丰度,提高微生物分布均匀性。PCoA分析提示葛根能较显著改变肠道内微生物的菌种丰度与组成结构。因此,葛根能够提高免疫功能,降低炎性因子,增加T、B淋巴细胞数量,并可能通过特异性改变肠道微生物,如狄氏副拟杆菌,增加肠道微生物多样性等途径发挥免疫调节作用。

基于16S rDNA分析首发抑郁症患者的代谢紊乱因素

目的通过16S rDNA测序技术对首发抑郁症患者肠道菌群分布、多样性和基因功能进行分析,探讨抑郁症患者代谢变化的情况。方法选取首发抑郁症患者13例为研究组,选取本市健康对照11名为对照组。采用16S rDNA基因测序法对两组肠道菌群进行物种注释分析和功能比较,统计两组肠道菌群分布、多样性和基因功能的变化。结果PCoA分析显示,两组群落组成结构比较,差异有统计学意义(P<0.05)。在门水平,研究组厚壁菌门(Fimicutes)降低、拟杆菌门(Bacteroidota)升高(P<0.05)。在属水平,研究组拟杆菌属(Bacteroides)和副拟杆菌属(Parabacteroides)的丰度升高(P<0.05)。研究组标志微生物为:变形菌纲(Alphaproteobacteria),拟杆菌门(Bacteroidota),拟杆菌纲(Bacteroidia)和拟杆菌目(Bacteroidales)。在三级KEGG途径分类下,与对照组相比,研究组苯丙氨酸生物合成、色氨酸生物合成、半胱氨酸和蛋氨酸代谢、缬氨酸合成、亮氨酸和异亮氨酸合成、胰岛素抗性和胰岛素信号路径的基因表达量降低(P<0.05),转运功能、缬氨酸降解、亮氨酸和异亮氨酸降解、脂肪酸降解、谷胱甘肽代谢和PPAR信号路径的基因表达量升高(P<0.05)。结论肠道菌群结构及其基因功能的改变是导致机体代谢紊乱的重要因素,检测肠道菌群变化可为临床防治抑郁症提供新思路,依据基因功能变化可为研究抑郁症发生的具体机制提供参考。

毛木耳发酵料堆细菌群落多样性分析

为了探究毛木耳培养料发酵过程中,微生物群落的多样性变化以及各时期标记物种,为揭示发酵机制提供依据,从而为筛选发酵过程的有益细菌提供参考。将栽培毛木耳的发酵培养料混匀建堆,自然发酵,发酵周期35d,从初始开始,每次翻堆前采用5点取样法取5个平行样本,一共5组25个样本;对样本进行16S rDNA扩增子建库及测序,并进行数据分析。结果表明:毛木耳发酵堆中的微生物多样性丰富,每个时期的OTU样本,数目分别为2807、2271、2553、2465和2106个,建堆期最多,第4次翻堆最少;PCA分析结果显示,同一时期的样本聚集,不同时期的样本分开;UPGM聚类显示,每个时期的不同重复在同一个分支内,每个时期形成独立分支。根据丰度的占比,在属水平,发酵堆中的菌群演化规律为尿素芽孢杆菌属从发酵初期到发酵完成,相对丰度依次为0.53%,18.51%,20.31%,37.10%和40.85%;嗜热共生杆菌属相对丰度依次为2.90%,4.69%,6.88%,7.22%和18.27%,占比逐渐提高;嗜热双孢菌属Thermobispora与己酸菌属Caproiciproducens在D0期的相对丰度分别为14.55%与13.42%,发酵一个月后下降为1.82%与0.08%。随着发酵的进行,微生物的α多样性呈下降趋势,局部在第二次翻堆有反弹;PCA及UPGM聚类能将各个时期发酵堆有效分开;在属水平,发酵堆的微生物群落从建堆期的嗜热双孢菌属Thermobispora与己酸菌属Caproiciproducens演变成发酵成熟期的尿素芽孢杆菌属Ureibacillus与嗜热共生杆菌Symbiobacterium。

湛江等鞭金藻藻际细菌群落与其耐高温关系分析

为解析湛江等鞭金藻(Isochrysis zhangjiangensis)野生藻株(IZ)与常压室温等离子体技术诱变获得的耐高温诱变藻株(IM)藻际细菌群落与耐高温能力的关联性,本研究采用16S rDNA扩增子测序方法对两株藻在25℃和35℃下细菌群落多样性进行分析。ACE和Chao1指数分析表明,25℃下培养两株藻的细菌群落组成无显著差异,但35℃下IM组(IM35L)中细菌群落多样性显著高于IZ组(IZ35L)。无度量多维标定法(NMDS)分析表明,25℃下IM组(IM25L)和IZ组(IZ25L)的藻际细菌群落较为相似,而35℃下两者的藻际细菌群落差异明显。另外,IM25L、IZ25L和IZ35L组中丰度前三的属均一致,但IM35L组中噬冷菌属(Algoriphagus)细菌相对丰度明显提升。MetaStat分析发现,变形菌门红螺菌目细菌阿尔法变形菌DG1252(Alpha proteobacterium DG1252)在25℃下IZ组和IM组的丰度无明显差异,但在35℃下IM组的丰度显著高于IZ组。因此,湛江等鞭金藻耐高温能力与其藻际细菌多样性存在关联,其中噬冷菌属细菌和阿尔法变形菌DG1252可能与IM的耐高温性状密切相关。本研究为深入探究湛江等鞭金藻高温抗逆性与藻际细菌之间的联系奠定了基础,有助于夏季高温条件下贝类饵料微藻的培育和扩繁。

柴芩四君子汤对胆囊切除术后患者肠道菌群的影响

目的:探讨柴芩四君子汤对胆囊切除术后患者肠道菌群的影响。方法:选取2017年10月—2019年9月在天津市南开医院诊断为胆囊结石并行胆囊切除术的患者40例,采用随机数字表法分为对照组19例、柴芩四君子汤组21例。柴芩四君子汤组自术后第1天开始口服柴芩四君子汤,1剂/d,早晚分服,连服14 d。分别于术前1 d和14 d收集患者粪便,采用16S rDNA扩增子测序(16S rDNA Amplicon Sequencing)对肠道菌群进行测序。结果:柴芩四君子汤组与对照组比较,术前1 d,ACE、Chao1、香农和辛普森指数差异无统计学意义(P>0.05);术后14 d,ACE、Chao1指数差异无统计学意义(P>0.05),柴芩四君子汤组香农和辛普森指数低于对照组(P=0.001、0.002)。术后14 d,与对照组比较,柴芩四君子汤组中产气柯林斯氏菌减少(P=0.001),Dorea_longicatena减少(P=0.015),布劳特氏菌_obeum减少(P=0.001),克里斯滕森菌科减少(P=0.017),氨基酸球菌科增加(P=0.033),不明瘤胃球菌属和罕见小球菌属减少(P=0.016、0.010)。结论:柴芩四君子汤可以调节胆囊切除术后放线菌门和厚壁菌门中的部分菌群,调节肠道菌群。

餐厨垃圾厌氧发酵产甲烷及微生物群落研究

文章利用厌氧污泥协同餐厨垃圾进行了高温厌氧发酵实验研究。通过研究反应器的产气特性、发酵液理化指标及生物样品的高通量测序分析,探讨了温度对餐厨垃圾或厌氧污泥单独发酵过程产气累积量及其气相组分与COD降解随时间的变化规律及相关性;研究了厌氧污泥添加量对餐厨垃圾协同高温发酵产气累积量的影响;进一步思考了发酵过程产生气相组分与微生物群落结构的关系。结果表明,餐厨垃圾单独高温厌氧发酵的产气量及速率最高可达560 mL/(g·d);4个产气峰值平台期与发酵体系微生物种群演替的4个演替期密切相关。

室内新风空气净化系统微生物多样性研究

对济南市历城区使用不同时间的新风空气净化系统滤膜样本的细菌多样性进行检测,分析室内新风系统潜在的微生物二次污染风险。采集使用6至12个月的新风系统中超细玻璃纤维空气滤膜积累的微生物为样本,进行16S rDNA扩增子测序分析。结果显示:变形菌门、厚壁菌门、放线菌门和拟杆菌门为优势菌门,优势属有副球菌属、鞘氨醇单胞菌属、芽孢杆菌属、甲基杆菌属、双歧杆菌属等;随着滤膜使用时间的增加,优势菌门之间的相对丰度比例变化不明显,但总丰度呈现上升趋势,表明该地区室内空气微生物丰富且群落结构长期变化不大;使用12个月的样本中特别富含莱茵海默氏菌属、乳杆菌属和不动杆菌属,且条件致病菌奥斯陆莫拉氏菌的相对丰度较高,表明该地区的室内新风系统使用12个月时存在微生物二次污染风险。研究结果对居民防控室内空气二次污染起指导作用。

基于肠道菌群和代谢组学探讨茯苓水提物健脾的作用机制

目的:联合16S rDNA技术与粪便代谢组学探究茯苓水提物健脾的作用机制,并找寻相关肠道菌群、代谢产物及通路的关联性。方法:采用"饮食不节+负重游泳"建立脾虚模型,造模时间为28d,造模成功后,将模型大鼠分为3组:模型(Model)组、阳性药(BZYQP)组以及茯苓水提物(PCD)组,给药14d。给药结束后,应用16S rDNA扩增子测序和非靶向代谢组学技术对各组大鼠肠道菌群和代谢组进行分析,同时采用Spearman系数法构建差异菌群、代谢产物及通路的互作体系。结果:茯苓水提物可改善脾虚模型大鼠菌群多样性的失调,在属水平上主要对不明梭菌(unidentifiedClostridiales)、杜波西菌(Dubosiella)、Silvanigrella、拟杆菌(Bacteroides)有回调作用。鉴定出11个与治疗作用相关的代谢产物,涉及到的关键代谢途径主要富集于烟酸和烟酰胺代谢,精氨酸和脯氨酸代谢;同时发现肠道差异菌属与潜在生物标志物有密切的关联性。结论:茯苓水提物可通过干预相关肠道菌群与调节相关通路来起到健脾作用,16S rDNA技术与代谢组学的联合分析可应用于对此类疾病的病理机制评价。

炎性因子IL-6的缺失对C57BL/6鼻咽部细菌群落组成的影响

目的研究炎症因子IL-6缺失是否影响鼻咽部菌群组成。方法提取鼻咽部灌洗液DNA并进行扩增子测序检测IL-6敲除前后鼻咽部菌群,分析菌群α多样性,并使用Wilcoxon秩和检验分析差异菌群。通过PICRUSt对菌群OTU丰富度表进行标准化,然后进行菌群关联的KEGG分析。结果IL-6基因敲除后鼻咽部菌群丰富度和多样性变化不明显,但菌群组成发生明显变化。丰富度前15个属中9个属明显变化,有6个属明显下降,3个属明显上升。其中,Streptococcus和Bergeyella丰富度明显升高,Staphylococcus、Rothia和Corynebacterium1丰富度明显降低。Real time PCR检测种水平发现IL-6敲除后Staphylococcus lentus丰富度明显降低。菌群KEGG分析发现,IL-6敲除后,炎性功能相关的脂肪细胞因子信号通路表达下调、细胞凋亡通路表达上调,另外,部分抗病毒活性通路表达上调。结论炎性因子IL-6与鼻咽部菌群组成存在明显相关性,菌群KEGG分析发现IL-6敲除后多个炎性功能相关通路表达受到影响。