咨询热线:400-065-6886   天昊基因

中文 / English

主页 > 市场动态 > 公司新闻 >
天昊客户新文: 杏鲍菇多糖(PEP)对粪便微生物组成和免疫应答影响
       南京农业大学食品科学与技术学院近期在《Food & Function》上发表了杏鲍菇多糖(PEP)对粪便微生物组成和免疫应答影响的文章。在恭喜天昊生物客户发表微生物文章同时,想跟大家分享一下文章的研究思路。

英文题目: In vivo fermentation of a Pleurotus eryngii polysaccharide and its effects on fecal microbiota composition and immune response
中文题目:杏鲍菇多糖(PEP)对粪便微生物组成和免疫应答影响
期刊名:Food & Function       影响因子: 3.2469
材料方法:
实验设计

        所有老鼠都被关在笼子里,随机分为四组,每组10只小鼠:(1)PEP低剂量组(LP):小鼠口服给药每公斤体重0.2克PEP;(2)PEP中剂量组(MP):小鼠口服给药每公斤体重0.4克PEP;(3)PEP高剂量组(HP):小鼠口服给药每公斤体重0.8克PEP;(4)对照组(蒸馏水)。所有小鼠口服给予PEP或蒸馏水在实验周期上午9:00左右灌胃。每只小鼠口服给药量根据每天的体重进行调整。在实验期6周后,收集小鼠粪便,用于粪便DNA提取。二乙基乙醚麻醉,颈椎脱臼法处死实验小鼠,在无菌条件下,冷板上纵向解剖获得内容物,每节内容物分成3等份,保存在20−°C用于短链脂肪酸浓度、水分含量、pH值测定。
Miseq测序
       16S细菌扩增子测序区段为:(V4)。
材料和化学品
       新鲜杏鲍菇购买自当地。6种高纯度的SCFA(短链脂肪酸)(乙酸、丙酸、i-butyric acids、n-butyric acids、i-valeric acids、n-valeric acids)用于标准溶液的制备。
实验动物
       C57BL/6雄性小鼠(6周龄)体重20± 2克,动物适应以下环境两周:温度,25 ± 2 °C;相对湿度,50 ± 5%;12/12小时光暗循环。整个实验过程接受标准饮食。
PEP的制备与表征分析
        PEP制备是根据前期研究进行。PEP表征分析,包括纯度检测、均匀性和分子量测定、单糖组成分析、硫酸和糖醛酸含量测定、紫外(UV)光谱和傅里叶变换红外(FT-IR)光谱分析。
研究结果:
PEP基本结构

        PEP的纯度、分子量、单糖组成、硫酸根含量请见表1。在260 nm和280 nm处没有吸收峰,光谱分析表明PEP中没有核酸或蛋白质存在(图1a)。PEP的FT-IR光谱在500-4000cm−1,3399.9 cm−1位置广阔的伸展峰代表了羟基基团(–OH),揭示了PEP多糖链较强的分子内与分子间相互作用(图1b)。

表1  PEP的基本特征(纯度、分子量、糖醛酸、硫酸及单糖组成)
 

 
图1   PEP的紫外(UV)光谱和傅里叶变换红外(FT-IR)光谱
 
SCFA(短链脂肪酸)的测定
        对照组和不同剂量PEP口服小鼠的SCFA总浓度如图2所示:相对于对照组,MP和HP喂养组在盲肠具有显著较高的SCFA总浓度。相对于盲肠内容物,结肠内容物具有显著较低的SCFA总浓度。随着PEP剂量增加,盲肠和结肠内容物中的总SCFA浓度分别从13.41 ± 1.78 mmol L −1,5.91 ± 1.23 mmol L−1增加到22.08 ±1.74 mmol L−1 ,7.40 ± 1.65mmol L−1


 
图2 对照组和不同剂量PEP口服小鼠结肠和盲肠内容物的SCFA总浓度
 
       相对于对照组,高剂量PEP喂养组(HP)在盲肠具有显著较高的乙酸浓度(图3a),然而结肠在对照组和PEP喂养组无显著变化。相对于对照组,高剂量PEP喂养组(HP)在盲肠具有显著较高的丙酸浓度(图3b),然而结肠在对照组和PEP喂养组无显著变化。相对于对照组,高剂量PEP喂养组(HP)在盲肠具有显著较高的两种丁酸浓度(图3c,d)。相对于对照组,高剂量PEP喂养组(HP)在盲肠和结肠都具有显著较高的i-valeric浓度(图3e)。而n-valeric在对照组和PEP喂养组的盲肠无显著变化(图3f)。


 
图3对照组和不同剂量PEP口服小鼠结肠和盲肠内容物的乙酸(A)、丙酸(B)、i-butyric acids (C)、n-butyric acids (D)、i-valeric acids (E)、n-valeric acids (F)。
 
结肠和盲肠内容物pH值和含水量
        口服PEP后,结肠和盲肠内容物的pH值随着PEP剂量增加而降低(图4a),这可能是由于胃肠道微生物的PEP发酵产物所致。口服PEP后,结肠和盲肠内容物的含水量随着PEP剂量增加而升高(图4b),这可以归因于整个实验期间胃肠道内容物PEP强大的持水能力。

 
 
图4 对照组和不同剂量PEP口服小鼠结肠和盲肠内容物的pH值(A)和含水量(B)。
 
粪便微生物组成
        口服PEP 会导致粪便丰富度增加。厚壁菌、拟杆菌、变形杆菌是主要的门,相对于对照组,高剂量PEP喂养组厚壁菌门的相对丰度明显减少,而拟杆菌门明显增加(图5a);纲水平,高剂量PEP喂养组Bacterioidia 和Bacilli的相对丰度增加, Clostridia的相对丰度减少(图5b);目水平,高剂量PEP喂养组Bacteroidales和Lactobacillales的相对丰度显著增加,Clostridiales的相对丰度减少(图5c);科水平,高剂量PEP喂养组Porphyromonadaceae,Rikenellaceae,Bacteroidaceae,Lactobacillaceae的相对丰度显著增加,Lachnospiraceae and Ruminococcaceae的相对丰度减少(图5d);


 
图5对照组和不同剂量PEP口服小鼠粪便菌群在门(A)、纲(B)、目(C)、科(D)水平上的分类。0–1到0–10, 1–1到1–10, 2–1到2–10,3–1到3–10粪便代表对照组,LP组,MP 组,HP组。
 
       小鼠粪便菌群热图表明低剂量PEP喂养组和对照组的粪便菌群比较类似,中剂量PEP喂养组和高低剂量PEP喂养组的粪便菌群比较接近(图6)。


 
图6 对照组和不同剂量PEP口服小鼠粪便菌群热图分析。0–1到0–10, 1–1到1–10, 2–1到2–10,3–1到3–10粪便代表对照组,LP组,MP 组,HP组。
 
        PCoA分析显示各组间微生物群落具有差异性(图7)。


 
图7对照组和不同剂量PEP口服小鼠粪便菌群PCoA分析。
 
 
免疫应答分析
        在全程灌胃期间,不同组别每星期小鼠体重变化没有差异,说明不同处理组小鼠的健康状况相同。脾脏、肝脏和胸腺指数如下表2所示。相对于对照组,高剂量PEP喂养组胸腺指数具有非常显著性差异(p<0.01),脾脏、肝脏指数则有显著性差异(p<0.05)。

表2  PEP处理对脏器指数的影响
 

 
各组血清及肠内容物中的免疫细胞因子分泌情况如图8所示。PEP处理后血清IL-12浓度无显著变化。然而,相对于对照组,高剂量PEP喂养组的血清TNF-α,IFN-γ,IL-1,IL-2, IL-6和盲肠和结肠SlgA显著增加,提示了PEP的免疫功能调节作用。


 
图8  PEP对血清免疫细胞因子(A, TNF-α; B, IFN-γ; C, IL-1; D, IL-2; E, IL-6; F, IL-12)和盲肠(H)和结肠(I)SlgA的影响,n=10。
总结:
        对照组与高剂量PEP喂养组(HP)小鼠盲肠和结肠内容物的短链脂肪酸浓度、pH值和水分含量显著不同。
        对照组与PEP处理组的粪便菌群结构有显著差异, 紫单胞菌科、理研菌科、拟杆菌科、乳杆菌科丰度均在PEP处理组增加。
        高剂量PEP口服给药后的免疫反应显著改变。这项探索性研究表明PEP的摄入对胃肠道健康有积极作用。

关于天昊:
       天昊生物采用Miseq PE250测序策略对细菌16S rDNA区/真菌ITS区/真菌18S rDNA区的双V区或多种单V区进行测序,使用低循环数扩增,保证每个样品扩增的循环数统一;采用特殊方法可有效避免系统内误差;数据质量高,有效序列Q30达到90%以上;加上最新升级的分析内容和解释详尽的结题报告,带您享受极致的微生物扩增子测序体验。
 
 




上海天昊生物科技有限公司 版权所有 沪ICP备17008908号
地址:上海市浦东新区康桥路787号9号楼 邮箱:techsupport@geneskies.com 电话:400-065-6886