锐翌客户高分力作镉处理对小鼠肠道菌群和

近期，中科院上海生命科学研究所王慧研究员、卫生部食品安全风险评估重点实验室贾旭东研究员在《EnvironmentalHealthPerspect》发表文章，采用多项研究分析手段解析生命早期镉处理对小鼠肠道菌群的影响。其中的16S测序工作由锐翌基因承担完成。导读：镉以化合物的形式普遍存在于土壤、沉积物、空气和水中。镉暴露可以影响世界人口，除了香烟烟雾外，食物链和人为污染是镉暴露的主要途径，环境镉污染给人类公共健康安全带来了重要威胁，因此研究镉对人体不同生命阶段代谢的作用显得尤为重要。本研究利用低剂量镉（LDC）对幼年小鼠进行胁迫处理，运用16SrDNA测序、粪菌移植等技术手段解析镉处理对小鼠肠道菌群新陈代谢的潜在影响机制。文献ID题目：Gender-DependentEffectsofCadmiumExposureinEarlyLifeonGutMicrobiotaandFatAccumulationinMice译名：生命早期镉处理对小鼠肠道菌群和脂肪堆积的影响具有性别依赖性期刊：EnvironmentalHealthPerspect发表时间：.09影响因子：8.通讯作者：王慧单位：中国科学院上海生命科学研究院营养科学研究所，卫生部食品安全风险评估重点实验室，中国科学院上海医院邮箱：huiwang

sibs.ac.cn贾旭东单位：卫生部食品安全风险评估重点实验室邮箱：jiaxudong

cfsa.net.cn材料与方法小鼠畜养：一批C57BL/6J小鼠在适宜的无菌环境下养殖，喂食标准饮食，对照组喂食正常水，镉处理组（LDC组）喂食水中添加nM的氯化镉。为了小鼠繁殖，将镉处理一周后的雌性小鼠（8周龄）与生育期的雄性小鼠交配，怀孕的雌性小鼠进行单独养殖，它们的后代断奶后也分开养殖（每笼4-6只）。抗生素处理时，断奶的小鼠饮用水中添加了环丙沙星（0.2g/L）和甲硝唑（1g/L）。酶联免疫吸附试验（ELISA）：用ELISA试剂盒检测小鼠血液中的胆固醇（TC）、高密度脂蛋白（HDL）、非常低密度脂蛋白（VLDL）、低密度脂蛋白（LDL）的浓度。用甘油三酸酯量化比色/荧光试剂盒检测小鼠肝和血液中三酸甘油脂浓度。用游离脂肪酸量化试剂盒检测小鼠血液中游离的脂肪酸水平。肝脏基因表达检测：提取30周龄LDC处理组和对照组小鼠（每组3只）肝脏RNA（TakaraRNAisoPlus试剂盒）进行基因芯片微阵列检测，芯片个注释的基因中，雄性小鼠肝脏中个基因及雌性小鼠肝脏中68个基因的表达在正常组和LDC处理组中相差2倍以上，被选为重点分析对象，利用TreeView1.1.1.软件进行基因图谱构建。微生物菌群分析：利用E.Z.N.A.?StoolDNA试剂盒提取小鼠粪便和盲肠组织样本DNA，进行16SrDNAV3-V4区测序，引物为F及R，采用IlluminaMiseqPE测序平台。（16S测序分析工作是在我们锐翌进行的~）粪菌移植：3周龄LDC组（10只）雄性小鼠和对照雄性小鼠（8只）粪便样品为粪菌移植供体，接收者为3周龄正常小鼠（2组，每组8只），进行每周2次的移植实验。研究成果1.虽然新生小鼠的身体长度相似，但镉处理组小鼠体重与对照组相比降低。在20周时，LDC处理组雄性小鼠脂肪量和身体脂肪百分比显著增加，精瘦组织和总质量显示有很小差异。身体成分LDC组处理雄性小鼠显示类似的趋势，但结果在统计学上无显著差异。这些结果表明，LDC处理导致雄性小鼠脂肪堆积，且在断奶之前进行镉处理的脂肪堆积更显著。值得注意的是，LDC胁迫对脂肪的积累作用只在雄性小鼠观察到，雌性小鼠均无此现象。图1.LDC处理对小鼠身体组成成分的影响注：A.LDC处理及对照；B-D.20周小鼠身体成分测定；E.小鼠脂肪所占比例，*代表与对照组比较有显著差异（p0.05）。2.早期LDC处理显著提高了雄性小鼠血浆中TG和TC含量，而雌性小鼠无此现象。LDC处理雄性小鼠的血浆游离脂肪酸含量也高于对照组。LDC处理后，雄性小鼠血液中瘦素和高密度脂蛋白含量增加，而VLDLLDL含量没有受影响。此外，LDC处理导致雄性小鼠肝脏TG增加和肝细胞中脂质沉积。其他能量代谢如空腹血糖含量、食物摄入或体重，没有发生变化。图2.LDC处理早期小鼠干扰脂质稳态注：A-F.分别表示在雄性和雌性小鼠（30周）血浆中TG(A)、TC(B)、游离脂肪酸（C）、瘦素(D)、高密度脂蛋白(E)和VLDLLDL(F)；G.雄性小鼠（30周）肝脏TG含量；H.油红O染色下肝图像，箭头表示肝细胞脂质沉积（放大40倍）；*代表与对照组比较有显著差异（p0.05）。3.与雌性小鼠（3周）相比，LDC处理对成年雄性小鼠肝基因表达的影响更大。此外，LDC处理诱导雄性小鼠更多的基因上调（71/），而雌性小鼠有更多的基因下调（44/68）。LDC处理的雄性小鼠和雌性小鼠只有5个相同的显著差异基因，其中4个显示相反的趋势；这些表明LDC处理对不同性别早期小鼠的作用方式不同。对GO（GeneOntology）中富集的差异表达基因分析发现，LDC处理增强雄性小鼠脂肪酸和脂质代谢相关基因的表达，而雌性小鼠没有此现象，这与上述LDC处理在雄性小鼠和雌性小鼠中的表型变化吻合。图3.LDC处理早期小鼠对肝基因表达的影响注：A.LDC诱导肝差异表达基因的数量；B.雄性小鼠和雌性小鼠的肝基因比较分析；C-E.分别表示B中VENN图I、II、III区域差异表达基因的热图分析；F.LDC处理雄性小鼠脂质代谢相关基因上调的GO网络分析。节点大小代表注释GO的基因数量，节点颜色代表显著富集。4.镉处理后16周开始，与雌性小鼠相比，雄性小鼠身体出现显著的脂肪堆积现象。LDC处理后8周开始，小鼠肠道微生物α、β多样性显著降低，且第8周和20周的小鼠肠道菌群显著不同。第8周时，镉处理组小鼠拟杆菌门相对丰度显著高于对照组，而厚壁菌门相对丰度显著低于对照组。图4.LDC处理组和正常组小鼠肠道微生物动态变化5.LEfSe分析筛选出的显著差异物种主要为厚壁菌门和拟杆菌门，其中拟杆菌门在LDC组中富集，而厚壁菌门在对照组中富集，该结果与图4F一致。LDC处理的雄性小鼠双歧杆菌属和普氏菌属相对丰对显著增加，这两种细菌能够利用碳水化合物，特别是低聚糖和多糖。此外，能够吸收和积累镉的鞘氨醇单胞菌在LDC组中更丰富。图5.第8周雄性小鼠肠道微生物组成特点6.粪菌移植后，接受LDC组小鼠肠道菌群的雄性受体小鼠脂肪量显著增加，而与对照组受体小鼠相比，体重、总质量以及脂肪量占总体重的比例则无显著变化。图6.微生物移植对小鼠身体的影响研究结论该研究证明了在小鼠生命早期摄入低剂量镉可以引起雄性小鼠肠道菌群的改变，造成雄性小鼠肝脂代谢紊乱，促进雄性小鼠成年后脂肪的积累。同时证实镉胁迫引起肠道菌群改变及产生的代谢后果是一个新的代谢机制。该研究也为预防慢性镉中毒提供了通过肠道菌群调节的潜在干预方式。亮点多种研究方法结合，包括16S测序、粪菌移植、肝基因表达、ELISA实验等，重重验证，结果具有很好的说服力。现在全球的环境污染较重，该研究意义较大，以小鼠为镉胁迫模型，研究代谢机制，为后续临床应用提供了理论依据。锐翌基因服务锐翌基因采用IlluminaHiSeqPE测序策略对16SrDNA的V3+V4或多种单可变区进行测序，数据质量更高(Q30≥90%)，测序通量显著提高；升级版后的分析内容，更加全面，并在原有的分析基础上提供自己的特色分析，给各位新老客户完美的测序体验。供稿：技术支持部编辑：王丽燕点击下方“阅读原文”可转至文献下载页面







































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