鱼肠道油脂分解菌的分离及其在宿主脂类吸收中机制的研究

发布时间：2020-06-20 01:49

【摘要】：动物体肠道内共生着一个庞大的微生物群落,这个微生物群落与宿主形成一个相互依赖且相互制约的微生态系统。随着生物学技术的发展,越来越多的研究开始关注肠道微生物群落与宿主营养代谢、免疫防御等各种生理功能的相互关系,而这个庞大的微生物群体之前尚不为人所知的重要功能也正在被逐步揭示。其中,肠道微生物在宿主消化吸收营养物质过程中的作用机制已成为当前国际营养学界的热点研究领域,一些最新的研究成果揭示出肠道微生物在这一过程中发挥的作用远比人们之前的认识更为重要和复杂。随着我国水产养殖规模的不断扩大,鱼油、鱼粉资源缺乏,提高鱼体对于饲料脂肪源的利用效率已成为水产养殖业发展的一个趋势。近年来,水产养殖业从业人员已经开展了诸如调配不同脂肪源的组合、添加饲料添加剂、解析鱼体脂代谢通路等研究来提高鱼体对于饲料脂肪的吸收利用效率,但是鱼肠道及肠道微生物作为鱼体最重要的脂类吸收和代谢器官,受到的关注却非常有限。高等动物中的研究表明,在宿主脂类的营养代谢过程中,肠道微生物发挥着不可替代的作用。我们前期的研究也发现鱼类对不同脂肪源的消化吸收和代谢效率不同,然而鱼体对不同脂肪源的消化吸收代谢差异之中,是否也存在肠道微生物的影响呢?肠道微生物在鱼类应对不同脂肪源摄入时的作用和贡献又是什么?是否可能通过调节肠道菌群改变鱼类对脂肪源的消化吸收和代谢效率?这些都是尚不为人所知,因此,本论文以肠道微生物为靶点,旨在对这些问题进行初步的研究与探讨。本研究以豆油或鱼油作为唯一碳源富集培养罗非鱼肠道内的微生物,再使用分离培养基,以溴甲酚紫作为指示剂(溴甲酚紫在中性条件下显示为紫色,而在酸性条件下显示为黄色),在286株菌中成功筛选到6株具有降解鱼油或豆油的细菌。对筛选出的目标细菌经过测序分析得知可以降解豆油的细菌有4株,并全部属于枸橼酸杆菌属,可以降解鱼油的细菌有2株,分别为枸橼酸杆菌属1株,气单胞菌属1株。我们挑选了1株豆油菌(SOB9)和一株鱼油菌(FOA4)进行后续的体外实验,并对豆油菌SOB9进行体内功能分析。首先,是油脂分解菌体外发酵豆油或者鱼油的代谢产物实验。通过气相色谱技术,实验结果表明SOB9可以在体外降解豆油,产生十六酸、十八酸、十八碳三烯酸以及花生酸等脂肪酸,而其中以十六酸(棕榈酸)为主要产物。FOA4可以在体外降解鱼油,产生十六酸、十八碳烯酸和二十碳烯酸等,而其中以十八碳烯酸为主要产物。其次,利用孵化的斑马鱼受精卵成功构建无菌斑马鱼模型。结合无菌斑马鱼模型和分离筛选到的鱼油菌(FOA4)、豆油菌(SOB9),对肠道微生物参与宿主降解吸收饲料源甘油三脂的机制进行研究。使用脂肪酸、蛋黄分别投喂7日龄的正常斑马鱼和无菌斑马鱼,两小时后,收集两组样品进行电镜检测,结果表明三组实验当中,有菌组斑马鱼肠道上皮形成脂滴的数目和面积都比无菌组多,提示肠道微生物可以显著影响宿主肠道上皮细胞中脂滴的积累数量及大小。为了进一步探讨目标细菌在宿主脂代谢过程中的作用,本研究收集无菌斑马鱼和正常斑马鱼在饥饿和饱食之后的样本,进行转录组分析。实验结果表明无菌斑马鱼饱食组与正常斑马鱼饱食组间基因表达量的差异最大,且差异基因主要集中在脂类代谢过程中。综上所述,本研究发现鱼体肠道微生物在宿主的脂类代谢中发挥着非常重要的作用。其次,本研究的开展将为阐明肠道微生物在宿主营养代谢中的作用提供有力的证据,同时为提高饲料脂肪的功能效率、揭示鱼类营养性疾病的代谢基础、开发鱼类益生菌机制等问题上提供很好的参考证据。
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S917.4
【图文】：

脂类代谢,肠道微生物,胆酸盐,宿主

图２－２－１脂类代谢过程逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－２－１邋Ｌｉｐｉｄ邋ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ逡逑２．３肠道微生物在宿主脂类代谢中的作用逡逑在脂质代谢的过程中，肠道微生物在很多步骤中发挥作用，比如肠道微生物逡逑可Ｗ增加食物中营养物质的吸收、延长食物在小肠中的中转时间、改变胆酸盐的逡逑肝肠循环、调节脂肪酸的代谢、调控短链脂肪酸的代谢（Ｍｕｓｓｏ，邋Ｇａｍｂｉｎｏ邋ｅｔ邋ａｌ．逡逑２０１１）等。逡逑２．３．１肠道微生物参与胆酸盐代谢逡逑食物中的脂肪在被小肠吸收转化的过程中伴随着Ｗ胆酸盐为中间体的乳化逡逑作用。胆酸盐是一种两性分子，它由肝脏中的胆固醇氧化合成，而分解则主要是逡逑转化为初级胆酸盐和去胆酸盐。肠道微生物可Ｗ调控胆酸盐的代谢，它们通过去逡逑

肠道微生物,胆酸盐,生理节律,内稳态

＿逦［现糜微粒）吟［循环入肝等逡逑图２－２－１脂类代谢过程逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－２－１邋Ｌｉｐｉｄ邋ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ逡逑２．３肠道微生物在宿主脂类代谢中的作用逡逑在脂质代谢的过程中，肠道微生物在很多步骤中发挥作用，比如肠道微生物逡逑可Ｗ增加食物中营养物质的吸收、延长食物在小肠中的中转时间、改变胆酸盐的逡逑肝肠循环、调节脂肪酸的代谢、调控短链脂肪酸的代谢（Ｍｕｓｓｏ，邋Ｇａｍｂｉｎｏ邋ｅｔ邋ａｌ．逡逑２０１１）等。逡逑２．３．１肠道微生物参与胆酸盐代谢逡逑食物中的脂肪在被小肠吸收转化的过程中伴随着Ｗ胆酸盐为中间体的乳化逡逑作用。胆酸盐是一种两性分子，它由肝脏中的胆固醇氧化合成，而分解则主要是逡逑转化为初级胆酸盐和去胆酸盐。肠道微生物可Ｗ调控胆酸盐的代谢，它们通过去逡逑５逡逑

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