脱氢表雄酮诱导的多囊卵巢综合征模型大鼠的肠道菌群研究

发布时间：2020-11-16 18:19

　　 目的·分析多囊卵巢综合征(polycystic ovary syndrome,PCOS)大鼠模型的肠道菌群变化,探讨肠道菌群在其发病过程中可能的作用机制。方法·将20只6周龄清洁级Sprague Dawley雌性大鼠随机分为对照组与实验组,每组10只。实验组大鼠每日皮下注射脱氢表雄酮(dehydroepiandrosterone, DHEA)溶液建立PCOS大鼠模型,对照组皮下注射等量磷酸缓冲盐溶液。4周后检测大鼠卵巢质量、动情周期、卵巢形态学改变;采用Illumina高通量测序技术检测2组大鼠肠道菌群的变化。结果·实验组大鼠的卵巢质量较对照组明显降低(P=0.010)。大鼠动情周期紊乱,同时伴有卵泡异常扩张、卵巢多囊样改变等卵巢形态学改变,提示DHEA成功诱导大鼠出现类PCOS样表现。实验组大鼠肠道菌群在属水平的相对丰度明显改变,其中拟普雷沃菌属(Alloprevotella)及副萨特菌属(Parasutterella)的相对丰度较对照组升高(P=0.040,P=0.009)。LEf Se分析结果提示在2组大鼠之间多种肠道菌存在明显差异,实验组大鼠肠道中α/β/δ-变形杆菌纲(Alphaproteobacteria/Betaproteobacteria/Deltaproteobacteria)、伯克氏菌目(Burkholderiales)、迷踪菌门/纲/目/科(Elusimicrobia/Elusimicrobia/Elusimicrobiales/Elusimicrobiaceae)、Elusimicrobium菌属、副萨特菌属(Parasutterella)及Allobaculum菌属菌群明显富集,而嗜冷杆菌属(Psychrobacter)、Odoribacter菌属及莫拉氏菌科(Moraxellaceae)菌群的丰度显著降低(LDA≥2.0)。结论·PCOS大鼠模型的肠道菌群发生明显改变,多种肠道菌群的丰度发生显著变化,提示PCOS的发生发展过程与肠道菌群的变化有关。
【部分图文】：

978上海交通大学学报（医学版）2019,39(9)JOURNALOFSHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITY(MEDICALSCIENCE)Vol.39No.9Sep.201916SrRNA测序。对所有有效原始数据进行筛选，获得优化序列，进行操作分类单元（operationaltaxonomicunits，OTU）聚类。从各个OTU中挑选出丰度最高的一条序列，作为该OTU的代表序列。将该代表序列与核糖体数据库（RibosomalDatabaseProject，RDP）中已知物种的16SrRNA基因序列进行比对，从而对每个OTU进行物种归类。根据物种注释情况，统计每个样品中被注释到各分类水平上的序列数目。根据物种注释结果绘制物种组成柱形图，从而进行物种相对丰度分析。LEfSe分析（LDAEffectSize）采用线性判别分析（lineardiscriminantanalysis，LDA）来估算每个物种的丰度对2组之间差异的影响程度，找出影响2组之间产生显著差异的群落或物种，以LDA≥2.0为显著差异判定标准。通过R软件包绘制优势物种之间Spearman相关性热图，以发现优势物种之间重要的模式与关系。基于16SrRNA和参考序列数据库进行PICRUSt（phylogeneticinvestigationofcommunitiesbyreconstructionofunobservedstates），以较好地反映样品中的功能基因构成，从而预测基因功能。1.6统计学分析所有数据采用SPSS19.0软件进行分析。结果以x—±s表示。检验样本变量之间的方差齐性，多组间的均数比较采用单因素方差分析（One-WayANOVA）及t检验（Student'sttest）。P<0.05时被认为差异有统计学意义。2结果2.1大鼠体质量变化实验组大鼠连续28d皮下注射DHEA溶液，其体质量的增长情况与皮下注射PBS的对照组大鼠相比，差异无统计学意义（P>0.05，图1）。图12组大鼠体质量增长的情况Fig1Growthofbodyweightofratsfromtwogroups2.2大鼠动情周期改变在实验的第4周

析（One-WayANOVA）及t检验（Student'sttest）。P<0.05时被认为差异有统计学意义。2结果2.1大鼠体质量变化实验组大鼠连续28d皮下注射DHEA溶液，其体质量的增长情况与皮下注射PBS的对照组大鼠相比，差异无统计学意义（P>0.05，图1）。图12组大鼠体质量增长的情况Fig1Growthofbodyweightofratsfromtwogroups2.2大鼠动情周期改变在实验的第4周，2组大鼠的动情周期出现明显差异。与对照组大鼠相比，实验组大鼠的动情周期延长，动情周期明显紊乱（图2）。注：A.对照组；B.实验组。每组展示3只大鼠的动情周期代表图。动、前、间、后分别表示动情期、动情前期、动情间期、动情后期图22组大鼠动情周期的情况Fig2EstrouscyclesofratsfromtwogroupsAB

979http://xuebao.shsmu.edu.cn上海交通大学学报（医学版），2019，39(9)2.3大鼠卵巢质量及形态学改变实验组大鼠卵巢质量较对照组降低（图3A，P=0.010）。通过H-E染色可见，对照组大鼠卵巢皮质内存在黄体和各级卵泡，排卵前卵泡内可见卵丘及卵母细胞，卵泡形态较为规则（图3B）。而实验组大鼠卵巢形态出现明显改变，小窦卵泡增多，伴卵泡囊性扩张、卵泡壁颗粒细胞层减少、卵泡壁变薄等异常改变（图3C）。注：A.2组大鼠卵巢质量比较；B.对照组大鼠卵巢形态；C.实验组大鼠卵巢形态图32组大鼠卵巢质量及H-E染色情况Fig3OvarianweightandH-Estainingofratovariesintwogroups注：A.对照组、实验组内每只大鼠肠道菌群的相对丰度；B.2组大鼠肠道菌群的相对丰度图42组大鼠肠道菌群在属水平的相对丰度Fig4Relativeabundanceofgutmicrobiotaoftwogroupsofratsingenuslevel2.4大鼠肠道菌群的丰度变化在属水平，对照组内每只大鼠肠道菌群组成情况较为类似，而实验组中各大鼠间肠道菌群的相对丰度变化较大（图4A）。2组大鼠肠道菌群丰度较高的属依次为普雷沃菌属（Prevotella）、拟杆菌属（Bacteroides）、考拉杆菌属（Phascolarctobacterium）、乳杆菌属（Lactobacillus）及梭菌属（Clostridium）（图4B）。对比2组间大鼠肠道菌群的相对丰度发现，拟普雷沃菌属（Alloprevotella，P=0.040）及副萨特菌属（Parasutterella，P=0.009）的丰度差异有统计学意义（表1）。ABBCA储维薇，等脱氢表雄酮诱导的多囊卵巢综合征模型大鼠的肠道菌群研究
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