染尘大鼠的肠道菌群差异及粪便代谢组学特征分析

来源 :华北理工大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:wufala
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
目的综合运用16SrDNA基因测序技术和代谢组学方法,从肠道菌群和粪便代谢两个角度探讨尘肺病的病理生理变化,为尘肺病研究提供新思路。方法选用SPF级的健康SD雄性大鼠为实验对象,随机分为煤矿粉尘组(1 mL煤矿井下粉尘悬浊液)、二氧化硅组(1 mL二氧化硅粉尘悬浊液)和对照组(1 mL无菌生理盐水)。将采集及筛检完的煤矿井下粉尘和购买的纯二氧化硅粉尘研磨,分别配置成50 mg/mL的粉尘悬浊液,经高压灭菌后,采用非气管暴露法对实验大鼠进行一次性染尘。在染尘24 w收集大鼠血液、肺组织及粪便样本,并记录大鼠体重。利用肺组织病理切片以及血液炎症因子(IL-6和IL-11)来评价尘肺模型反映实验对象的疾病状态,并采用16SrDNA基因测序技术和UHPLC-QTOFMS非靶向代谢组学分析各组间的肠道菌群及粪便代谢物的差异。结果1染尘24 w后,二氧化硅组的大鼠体重明显低于对照组和煤矿粉尘组(P<0.05),且其血浆IL-6和IL-11表达均高于对照组和煤矿粉尘组(P<0.05),并在其肺表面可见乳白色凸点,同时肺组织结构破坏严重,并有明显的矽结节;煤矿粉尘组的大鼠血浆IL-6和IL-11表达也均高于对照组(P<0.05),其肺表面粗糙且可见粉尘蓄积,肺部炎症剧烈,有大量细胞结节;而对照组的大鼠的肺表面光滑柔软,肺泡结构正常,且少见炎症反应。2肠道菌群检测:1)ɑ多样性分析:与对照组相比,煤矿粉尘组和二氧化硅组的大鼠肠道菌群ACE和Chao1指数均无差别(P>0.05);煤矿粉尘组的大鼠肠道群的Shannon指数显著低于对照组和二氧化硅组(P<0.05),而Simpson指数明显高于这两组(P<0.05);与对照组相比,二氧化硅组的大鼠肠道菌群Simpson指数偏低(P<0.05),而Shannon指数无明显差异;2)β多样性分析:煤矿粉尘组与对照组、二氧化硅组与对照组的肠道微生物群落存在差异。3)群落构成:从细菌门分类水平上,与对照组相比,煤矿粉尘组大鼠的酸杆菌门丰度较高(P<0.05),二氧化硅组大鼠的放线菌门和变形菌门丰度较高(P<0.05)。从属水平上看,与对照组相比:煤矿粉尘组大鼠的Lachnospiraceaeuncultured、Ruminococcus1、LachnospiraceaeNK4A136group和瘤胃球菌属的丰度较低(P<0.05);二氧化硅组大鼠的乳酸菌属丰度较低(P<0.05),杜氏杆菌属和双歧杆属丰度较高(P<0.05)。4)差异菌群:煤矿粉尘组大鼠肠道菌群中的梭菌纲和梭菌目丰度显著低于对照组;二氧化硅组大鼠肠道菌群中的放线菌门、放线菌纲、丹毒丝菌纲、丹毒丝菌目、丹毒丝菌科、杜氏杆菌属、棒状杆菌目和Dubosiellauncultured丰度显著高于对照组,而乳杆菌目、乳杆菌科、乳杆菌属和Lactobacillusuncultured丰度显著低于对照组。3粪便差异性代谢物:与对照组相比,煤矿粉尘组大鼠粪便中L-岩藻糖和1,4-二羟基苯含量升高,主要参与果糖和甘露糖代谢;二氧化硅组大鼠粪便中DL-2-氨基己二酸、β-香茅醇、4-硝基喹啉-1-氧化物、苦马豆素、全顺式(6,9,12)-亚麻酸、鞘氨醇、四氢可的松、去氧胆酸和1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷脂酰胆碱含量升高,主要参与鞘脂代谢。结论1粉尘暴露后,机体肠道菌群发生紊乱:煤矿粉尘组大鼠梭菌纲和梭菌目丰度降低;二氧化硅组大鼠放线菌门、放线菌纲、棒状杆菌目、丹毒丝菌纲、丹毒丝菌目、丹毒丝菌科、杜氏杆菌属和Dubosiellauncultured丰度升高,乳杆菌目、乳杆菌科、乳杆菌属和Lactobacillusuncultured丰度降低。2粉尘暴露后,机体粪便代谢出现紊乱:煤矿粉尘组与对照组中共鉴定出2个潜在代谢标志物即L-岩藻糖和1,4-二羟基苯,且含量高于对照组,其中L-岩藻糖参与果糖和甘露糖代谢;二氧化硅组与对照组中共鉴定出9个潜在代谢标志物即DL-2-氨基己二酸、β-香茅醇、4-硝基喹啉-1-氧化物、苦马豆素、全顺式(6,9,12)-亚麻酸、鞘氨醇、四氢可的松、去氧胆酸和1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷脂酰胆碱,且含量高于对照组,其中鞘氨醇参与鞘脂代谢。图31幅;表13个;参133篇。
其他文献
电磁超材料是指具有一定独特电磁特性的人工复合材料,其介电常数和磁导率在某一频段可同时为负,从而导致其折射率为负.由于验证电磁超材料性质的物理实验复杂性高大,所以数值模拟在研究电磁超材料中起着非常重要的作用,这引起了众多学者对验证电磁超材料奇异特性的数值方法的关注.径向基函数无网格方法是当前数值计算方法中的一个新的分支,是近年来发展起来的一种求解偏微分方程的数值计算方法.本文主要研究了超材料介质中反
朵玛是由糌粑和酥油制作而成的一种特殊供品,主要流行与藏传佛教各教派和民间信仰的宗教仪式中,是藏族宗教文化的重要组成部分。本论文以文本理论研究和田野调查研究相结合的方式,初步探析了制作朵玛的材料和性质、分类、供养的对象等方面做了简要的介绍。其次,以本人家乡措周部落瑜伽师团体每年三月份举行的轮回解脱法会上制作供养的朵玛制作方式、上色方式、以及制作过程中的禁忌等实践层面论述了朵玛文化的使用价值和民间文化
脑源性神经营养因子(BDNF)可以调节神经元存活,分化和突触可塑性,已被证明在包括抑郁症在内的多种精神疾病的病理学和治疗中起着至关重要的作用。地塞米松(DEX)可用于在围产
滨海地区的钢筋混凝土结构,由于荷载和自然环境因素的作用,钢筋锈蚀及结构性能劣化导致其耐久性下降。气体渗透性是评价混凝土耐久性的重要指标之一,而其时变性受混凝土孔结构演化的影响。因此,研究自然潮差环境下混凝土气体渗透性及与其孔结构演化的关系,对于准确评价滨海混凝土结构耐久性具有重要的科学意义。本文在已有研究的基础上,延续了自然潮差环境下混凝土气体渗透性的长期暴露试验;设计了模拟潮差环境下的室内暴露试
随着社会的发展,传统化石能源面临枯竭,并且伴随着其使用而带来的环境污染严重和温室效应等,都使得人们越来越重视新能源的开发和利用。其中太阳能因其无污染、可再生、分布广、总量大的优点而从中脱颖而出。在太阳能的应用中,最具代表的是太阳能电池。黄铜矿材料因其较高的光吸收系数、稳定的性能以及简易的制备方法等优点而成为太阳能电池吸收层明星材料。Cu(In,Ga)S_2材料以其优异的性能在黄铜矿类材料中脱颖而出
海湾处于陆地与海洋之间的纽带部位,开发环境优越,具有重要的经济、战略价值,认识和了解海湾地貌演变规律以及海湾内水动力因素对海湾的利用保护具有重要意义。本文利用数值计算模型,包括水动力模型、泥沙输运模型和地形演变模型,对不同长度海湾的地形平衡剖面形态进行研究。本文首先介绍了计算模型以及相应的差分方法和计算流程。为保证计算模型的正确性,在不同长度海湾内潮波空间特征的分析中验证了水动力模块,并研究有摩擦
新疆巴什苏洪基性-碱性杂岩体是西南天山碱性岩带中最具代表性的杂岩体之一,主要由辉长岩、含霓石石英正长岩和碱性花岗岩组成。在含霓石石英正长岩和碱性花岗岩中分布有大量
目的:骨肉瘤(Osteosarcoma,Os)是儿科和青少年最常见的原发性恶性骨肿瘤之一,一种罕见的间质肿瘤,主要发生在长骨干骺端,尤其是股骨远端、胫骨近端和肱骨。骨肉瘤约占原发性
经皮给药系统因其独特四大优势,俨然已经成为当今药物传输的热点,并且呈现出良好的发展空间,然而随着其快速发展,也带来一些发展的局限性。经皮给药系统发展到如今,在促渗剂
本文论述了在塔里木干旱的沙漠区广泛分布的高矿化度的地下水中,探测局部淡水体的方法选择以及瞬变电磁法探测的有效性,总结出电阻串和地下水的矿化度的关系,并利用其将电阻