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不同环境微生物暴露对小鼠生命早期肠道菌群定植的影响

来源:中华围产医学杂志 2020-07-14 13:00

 

为了探讨不同环境微生物暴露对生命早期小鼠肠道菌群定植的影响,东南大学附属中大医院谢佳丽, 金雯, 等选取无特殊病原体6~8周BALB/c小鼠24只(雌16只,雄8只),雌雄2︰1合笼,受孕后按子代不同时期(胎儿期、哺乳期、儿童期)的饲养环境分为4组。A组:胎儿期、哺乳期、儿童期均于清洁环境中饲养;B组:胎儿期、哺乳期于清洁环境中饲养,儿童期于普通环境中饲养;C组:胎儿期于清洁环境中饲养,哺乳期、儿童期于普通环境中饲养;D组:胎儿期、哺乳期、儿童期均于普通环境中饲养。采集小鼠生后3周末和5周末粪便样本,提取样本细菌总DNA,采用Illumina MiSeq高通量测序仪对细菌的16S rDNA V4区进行测序及生物信息学分析。采用Kruskal-Wallis及Dunn-Bonferroni检验进行统计学分析。

结果表明,生后3周末:(1)物种组成分析:①门水平:4组间厚壁菌门、疣微菌门、变形菌门和放线菌门相对丰度比较,差异均有统计学意义(P值均<0.05);A和B组厚壁菌门相对丰度分别低于C和D组[30.876(23.448~41.218)×10-2、3.317(1.116~4.641)×10-2与71.936(53.587~86.713)×10-2、79.105(56.305~82.736)×10-2],而疣微菌门、变形菌门相对丰度高于C和D组[疣微菌门:17.249(9.748~35.106)×10-2、58.883(0.017~6.047)×10-2与0.152(0.066~1.890)×10-2、0.003(0.000~0.016)×10-2;变形菌门:12.640(0.336~15.070)×10-2、3.653(3.362~4.596)×10-2与0.219(0.134~0.325)×10-2、0.124(0.116~0.165)×10-2],差异均有统计学意义(P值均<0.05或0.01);②属水平:4组间乳酸杆菌属、阿克曼菌属、拟杆菌属等相对丰度比较差异均有统计学意义(P值均<0.01);A和B组乳酸杆菌属相对丰度低于C和D组[19.283(8.618~31.541)×10-2、0.339(0.264~22.278)×10-2与58.414(34.874~71.942)×10-2、66.007(55.141~76.940)×10-2],而阿克曼菌属、拟杆菌属、克雷伯杆菌属相对丰度高于C和D组[阿克曼菌属:17.247(9.748~35.106)×10-2、58.883(0.017~60.475)×10-2与0.152(0.066~1.890)×10-2、0.003(0.000~0.017)×10-2;拟杆菌属:3.978(0.683~25.171)×10-2、8.216(6.023~9.946)×10-2与0.141(0.061~0.281)×10-2、0.568(0.149~1.455)×10-2;克雷伯杆菌属:0.209(0.050~8.888)×10-2、1.402(0.865~1.692)×10-2与0.003(0.000~0.039)×10-2、0.000(0.000~0.001)×10-2],差异均有统计学意义(P值均<0.05或<0.01)。(2)α多样性分析:4组间操作分类单位(operational taxonomic unit,OTU)数量、Chao1指数比较差异有统计学意义(P值均<0.05),Shannon指数差异无统计学意义(P值>0.05);A和B组OTU数量低于D组[246(221~348)和257(209~280)与387(324~478),P值分别为0.045和0.0082]。2、生后5周末:(1)物种组成分析:①门水平:4组间厚壁菌门、疣微菌门、变形菌门相对丰度比较差异有统计学意义(P值均<0.05或0.01);A组厚壁菌门相对丰度低于B、C和D组[13.765(64.181~24.238)×10-2与48.912(37.280~59.466)×10-2、86.065(50.149~89.856)×10-2、53.847(31.946~72.936)×10-2],而疣微菌门相对丰度高于B、C和D组[58.089(22.459~61.285)×10-2与0.001(0.000~0.005)×10-2、0.000(0.000~0.001)×10-2、0.003(0.000~0.006)×10-2],差异均有统计学意义(P值均<0.05或0.01);②属水平:4组间乳酸杆菌属、阿克曼菌属相对丰度比较差异均有统计学意义(P值均<0.01)。A组乳酸杆菌属相对丰度低于B、C和D组[1.755(0.805~8.833)×10-2与26.391(17.550~37.265)×10-2、70.688(45.713~77.953)×10-2、28.675(15.660~57.224)×10-2],而阿克曼菌属相对丰度高于B、C和D组[58.089(22.460~61.285)×10-2与0.000(0.000~0.006)×10-2、0.000(0.000~0.001)×10-2、0.003(0.000~0.006)×10-2],差异均有统计学意义(P值均<0.05或0.01)。(2)α多样性分析:4组间OTU数量、Chao1指数、Shannon指数比较差异均有统计学意义(P值均<0.05或0.01);A组OTU数量低于B、C、D组[268(241~410)与438(380~516)、562(533~588)、546(473~599)],B组OTU数量、Chao1指数、Shannon指数均低于C和D组[OTU数量:438(380~516)与562(533~588)、546(473~599);Chao1指数:1 033(883~1 181)与1 285(1 220~1 338)、1 328(1 155~1 516);Shannon指数:3.85(3.25~4.50)与4.28(3.30~5.11)、4.17(3.62~4.38)],差异有统计学意义(P值均<0.05或0.01)。

不同环境微生物暴露会影响生命早期小鼠肠道菌群的多样性与结构;环境清洁度越高,肠道菌群多样性越低,菌群结构组成也有一定差异;哺乳期可能是肠道菌群定植的重要"时间窗"。(生物谷Bioon.com)

 


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