Phocaeicola sp.FXJYN30E22的菌种鉴定及其缓解肠炎功效分析

来源 :江南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:golf
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
拟杆菌科(Bacteroidaceae)主要由拟杆菌属(Bacteroides)和Phocaeicola属组成,是广泛存在于人与动物肠道中的一类共生菌,对宿主健康的维持具有重要的作用。诸多研究表明,相关微生物与宿主肠道菌群、肠道免疫以及肠道屏障功能等存在着密切的互作,因此被认为具备下一代益生菌的潜质。目前拟杆菌科已被分离鉴定的物种有52个,尽管大部分物种在2010年前已被鉴定,但近五年依然陆续有6个物种被发现。本课题组在中国人群肠道拟杆菌的分离培养过程中筛选得到一株Phocaeicola属的菌株FXJYN30E22,通过16S r RNA测序发现,该菌株与微生物数据库中菌株的16S r RNA序列相似度最高仅为95.37%,远低于16S r RNA的物种划分界限值(98.7%),这表明该菌株可能是一个潜在新种。为了该菌株后续的研究与应用,我们利用多相分类法对其分类学地位进行了系统的鉴定,并进一步分析其在肠道免疫调节中的作用。首先利用比较基因组学分析方法对潜在新种菌株FXJYN30E22与Phocaeicola种11个模式株的基因组进行了比对,主要包括G+C含量、数字化DNA-DNA杂交(Digital DNA-DNA hybribization,d DDH)、平均核苷酸一致性(Average nucleotide identity,ANI)、COG功能基因以及碳水化合物活性酶基因差异分析。结果显示,FXJYN30E22与上述模式株的d DDH和ANI比对结果最高分别为41.9%和91.1%,远低于物种分类界限值(d DDH:70%,ANI:95-96%),这为该菌株作为Phocaeicola属新种的地位提供了证据。进一步利用宏基因组分析法对不同地区、不同膳食结构健康人群肠道中FXJYN30E22菌株的分布情况进行了分析,发现该菌株在中国人群肠道中的丰度显著高于欧洲人群,这暗示了该菌株在人群中的分布存在宿主差异。在基因组比对的基础上进一步结合系统发育学、形态学特性、生理生化特性和化学特性分析法确定FXJYN30E22的分类学地位。首先基于16S r RNA序列和直系同源基因构建了系统发育树,确定了Phocaeicola massiliensis(P.massiliensis)JCM 13223与潜在新种菌株FXJYN30E22具有最接近的亲缘关系。接着分析上述两株菌的生理生化以及化学特性发现,在利用水解明胶、组氨酸芳胺酶、酪氨酸芳胺酶和甘氨酸芳胺酶活性以及全细胞主要脂肪酸组成等表型特性上,FXJYN30E22与P.massiliensis JCM 13223存在差异。基于上述结果,确定并提出FXJYN30E22是Phocaeicola属的一个新种。利用葡聚糖硫酸钠(Dextran sulfate sodium,DSS)构建小鼠溃疡性结肠炎模型,进一步分析了新种对小鼠肠道免疫的影响,以具有肠炎缓解功能的脆弱拟杆菌(Bacteroides fragilis)NCTC 9343作为参比菌株。研究结果表明新种菌株FXJYN30E22具有缓解小鼠的结肠炎的功效,表现为显著提高小鼠体重、降低疾病活动指数、增加结肠长度、减少小鼠肠道组织损伤、促进肠道屏障完整性以及降低肠道促炎因子水平,并且这些效果接近于脆弱拟杆菌NCTC 9343。此外,对小鼠盲肠短链脂肪酸以及肠道菌群的进一步分析结果表明,新种菌株FXJYN30E22缓解结肠炎的效果可能与其显著上调盲肠中乙酸和丁酸的产生以及降低肠道中另枝菌属和Butyricimonas属的丰度密切相关。综上所述,通过比较基因组学分析、系统发育学分析以及形态学、生理生化和化学特性分析证明了FXJYN30E22是Phocaeicola属的新种。基于体内结肠炎模型发现,该菌株能通过调节小鼠肠道菌群、增加短链脂肪酸产生、促进肠道屏障完整性和抑制肠道炎症反应等缓解小鼠的结肠炎。
其他文献
随着2型糖尿病在世界范围内的流行,寻找合适的饮食干预措施迫在眉睫。研究表明生酮饮食具有一定的降血糖作用,但是可能会存在一些副作用,比如高脂血症和肝脂肪变性。由于低碳水化合物饮食脂肪含量低于生酮饮食,因此可能可以改善这些副作用。但是目前关于二者对2型糖尿病小鼠糖脂代谢影响的研究尚无统一定论。因此,本文首先将C57BL/6J型小鼠用高脂饮食联合链脲佐菌素构建2型糖尿病小鼠模型,然后探究低碳水化合物饮食
近年来,水溶性活性成分和药物的包封、保护及递送在食品和医药行业的应用得到广泛关注,开发经济有效的水溶性物质递送体系是十分必要的。本论文以κ-卡拉胶(KC)、大豆分离蛋白(SPI)、魔芋胶(KGM)为原料制备水凝胶,对水溶性物质进行包封,以减缓其在消化过程中的释放速率。本文探究了复合凝胶的凝胶特性、凝胶中芯材的释放机制及蛋白和多糖之间的相互作用。本文首先以KC和SPI为原料制备了SPI/KC复合凝胶
巴氏杀菌乳的货架期较短,是造成我国液态乳消费区域失衡的重要因素。因此延长巴氏杀菌乳的货架期对改善我国液态乳区域消费失衡有重要意义。而现有的生产延长货架期(Extended Shelf Life,ESL)乳的杀菌工艺会破坏牛乳中的生物活性蛋白,严重降低了牛乳的营养价值。因此优化杀菌工艺,保留更多生物活性蛋白的同时延长货架期,对提升液态乳质量、完善低温乳市场、增强国民营养健康具有重要意义。本研究选用脱
由于全球人口的增长和社会生活水平的提高,肉制品的需求量处于高增长的态势,但是产能趋近极限的传统畜牧业已无法再为其提供进一步的支撑。综合该现状以及对资源、环保、健康等方面的考虑,植物蛋白肉作为肉替代物逐渐进入了研究者的视野。目前市场上现有的植物蛋白肉产品质量参差不齐,在口感、质地、色泽等方面与真实肉类还有一定的差距。本课题通过对小麦拉丝蛋白素肉饼的品质进行改良,为进一步提高植物肉产品质量提供理论指导
双歧杆菌是胃肠道微生物的重要组成成员之一,同时也是有益于人类健康的益生菌,但因其自身的生长条件十分严苛以致较难从含有复杂微生物群落的样本中分离。随着组学技术的飞速发展,研究者们可以从基因层面解析双歧杆菌,进而挖掘及设计利于其生长的条件,提高该菌在样品中的分离效率。前期研究发现,双歧杆菌基因组中存在大量糖苷水解酶(glycoside hydrolases,GH),这些酶能高效转化环境中的多种碳源,为
瑞士乳杆菌在发酵乳制品中应用广泛,具有高效的蛋白水解系统,可在发酵过程中产生生物活性肽。研究表明瑞士乳杆菌的蛋白水解系统具有种内差异性,已在瑞士乳杆菌中发现5种胞壁蛋白酶。但尚未明晰瑞士乳杆菌及其胞壁蛋白酶异质性对乳蛋白利用能力、水解产物多样性的影响。本课题对37株来自不同生境的瑞士乳杆菌进行同源基因进化关系及蛋白水解相关基因的分析;选择代表性瑞士乳杆菌菌株,对其在乳发酵过程中的生长及产酸特性、酪
异麦芽酮糖是蔗糖的同分异构体,由于其具有出色的加工特性和生理功能,因此被作为蔗糖的替代品广泛地应用于食品、医药等诸多领域,拥有广阔的市场前景。目前工业上大多采用蔗糖异构酶生物催化蔗糖的方式实现异麦芽酮糖的生产。不同来源的蔗糖异构酶具有不同的催化效果,但不可避免存在副产物多,热稳定性差的问题。因此,挖掘能够高效生产异麦芽酮糖的菌株并且对其进行分子改造以适应异麦芽酮糖的生产需求具有重要意义。本课题鉴定
全麦挂面符合消费者对营养健康和膳食均衡的需求,所以市场前景广阔。然而,制作全麦挂面的原料—全麦粉中含有大量的不饱和脂肪酸(UFAs)和高活性的脂质降解酶,再加上挂面制作过程的多道加工工序的影响,全麦挂面极易发生酸败,从而影响产品的食用安全性。基于此,本学位论文主要研究通过过热蒸汽处理(SST)、挤压处理(ET)、过热蒸汽联合挂面加工制作关键点控制等技术和手段来抑制全麦挂面的脂质酸败,为全麦挂面的工
大麦啤酒酿造避开了传统酿造过程中耗时耗能的制麦环节,是一种绿色节能、污染小的新型酿造工艺。但未经制麦处理的大麦组织坚硬,细胞紧密,糖化过程的可溶性糖浸出受限,致使原料利用率大大降低。加酶挤压技术在淀粉基原料糊化、液化方面具有得天独厚的优势,能够有效提升原料利用率,缩短发酵时间,赋予发酵产品独特的风味。本课题将加酶挤压作为糊化、液化大麦粉的预处理手段,通过分析热改性效果推测其在糖化过程中的表现,并针
姜黄素是一种植物来源的疏水性多酚化合物,具有抗氧化、抗炎症、抗癌等诸多生理功效。但水溶性低、稳定性差、对环境条件敏感、口服生物利用度低等缺陷严重制约了其在食品、医药等领域的进一步发展和应用,因此科学合理地设计一种包埋载体是解决问题的核心所在。纳米载体的设计和构建为功能因子包埋及递送体系提供了新的思路。淀粉作为天然高分子载体,具有来源广泛、价格低廉、生物相容性好、安全无毒和分子结构易改造等优势。本论