基于转录组学技术研究益生菌Lactobacillus casei Zhang对人体肠道菌群的影响

发布时间：2019-07-31 19:08

【摘要】：肠道菌群与宿主免疫、代谢、营养以及肠道疾病、甚至非肠道疾病等密切相关。诸多研究表明益生菌具有调节肠道微生态平衡,改善菌群结构等作用。但有关摄入益生菌是否能够在转录水平影响宿主肠道菌群的研究却很少。本研究采用Illumina测序技术探究了人体服用干酪乳杆菌Zhang(Lactobacillus casei Zhang)后肠道菌群宏基因组和宏转录组的变化。选取服用益生菌前后时间点的志愿者粪便样品,提取宏基因组DNA进行高通量测序,同时对宏转录组cDNA进行高通量测序,构建宏转录组文库,分析研究了服用益生菌L.casei Zhang后人体肠道菌群及转录水平的变化。主要研究结果如下:基于宏基因组测序结果表明,服用L.casei Zhang能够改变肠道菌群结构,但是L.casei Zhang对肠道菌群的影响远小于个体之间的差异。服用L.casei Zhang后,肠道菌群物种的宏转录组研究结果显示,大部分差异表达的物种基因没有明显聚类趋势,COG功能分类结果显示宏转录组数据中显著增加的基因表达,主要归类到脂肪、碳水化合物、氨基酸运输与代谢等22种相关基因功能,KEGG pathway富集结果显示,上述这些显著增加的基因主要负责半乳糖、果糖和甘露糖等糖类及抗坏血酸、牛磺酸、丙酸和丁酸甲酯的代谢。L.casei Zhang服用前后,L.casei Zhang基因转录组变化的研究结果显示,L.casei Zhang的基因表达呈现出显著的聚类趋势。服用益生菌L.casei Zhang前,显著增加的L.casei Zhang基因主要负责丁酸甲酯和其他重要短链脂肪酸合成。服用Lcasei Zhang后,显著增加的L.casei Zhang基因主要负责半乳糖,抗坏血酸以及丙酸代谢,同时在ABC转运体和多重氨基酸代谢通路中显著上调。
【图文】：

１７逡逑将宏基因组序列和宏转录组序列比对到ＨＭＰ数据库中（包含２３株乳杆菌），逡逑其中两株干酪乳杆菌副干酪亚种（＿Ｌ邋ｃａｓｅｆｓｕｂｓｐ．ｐａｍｃａｓ＇ｅＯ，由图４可知，尽管服用逡逑Ｚ．邋ｃｍｅｆ邋Ｚｈａｎｇ能够在宏基因组水平和宏转录组水平上增加人体肠道菌群中乳杆菌属逡逑的多样性，但宏转录组中乳杆菌增加的幅度较宏基因组小的多。宏基因组序列与Ｌ逡逑ｃｏｙｅｚ’邋Ｚｈａｎｇ基因组比对的结果显示，在服用Ｌ邋Ｚｈａｎｇ前，宏基因组ＤＮＡ比对逡逑到上述２４株乳杆菌（厶ｏｗｅ／邋Ｚｈａｎｇ和ＨＭＰ数据库的２３株菌）的比例占总ＤＮＡ匹逡逑配的邋０＿邋１１邋％－０．３０％，其中邋ｃａｓｅ／邋ｓｕｂｓｐ．邋ｐａｍａｗｅｚ？占邋０．００６－０．０１９％，ｉ．邋ｃａｓｅ／Ｚｈａｎｇ邋占逡逑０．００４－０．０１％。同时，宏基因组ＤＮＡ和宏转录组ＲＮＡ与Ｌ邋ｏｗｅ／邋Ｚｈａｎｇ基因组比对的逡逑结果显示，随着Ｌ邋ｏｗｅ／邋Ｚｈａｎｇ的摄入，宏转录组（ｐ邋＝邋０．０１）和宏基因组（ｐ邋＝邋８．２５ｅ－５）逡逑中干酪乳杆菌的含量均显著增加（图４ｂ）。逡逑Ｍｃｔａｇｒａｏｍｅ邋ｄａｔａ逦Ｍｅｔａｔｒｔｎｓｃｒｉｐｔｏｍｅ邋ｄａｔａ逡逑８邋＇丨逡逑ｉ．ｏ邋－逦Ｗ逦ｉ．ｏ邋－逡逑＆邋＆邋；逡逑！逦！逦７邋ｋ逡逑！邋？逦ｉ逦产．．ｆ逦Ｂ邋

研宄菌种转录改变与基因组ＤＮＡ水平的内在联系，研究利用逡逑ＭｅｔａＰｈｌＡｎ２邋软件分析了随着邋Ｌ．邋Ｃｉｘｙｅｆ邋Ｚｈａｎｇ邋摄入，ｉ？．邋Ｔｂｒｇｗｅｓ邋中邋ＤＮＡ邋以及邋ＲＮＡ邋水平逡逑的变化，如图８ａ所示，宏基因组序列中ＤＮＡ水平的增加，，提高了逦的转录逡逑水平。将宏转录组及宏基因组序列与兄基因组序列比对的结果也显示（表５）
【学位授予单位】：内蒙古农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R151;TS201.3

【参考文献】

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本文编号：2521515