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沃氏嗜胆菌(Bilophila wadsworthia)是一种硫化氢产生菌,因具有较强的嗜胆盐特性而得名。它是人体肠道内的常见菌之一,并被报道与阑尾炎及其它局部炎症相关。有研究显示,在MF(milk-derived fat)饮食条件下,小鼠肠道中的B. wadsworthia丰度显著提高,并可增加遗传易感小鼠(Il10-/-)患结肠炎的风险。本实验室从一名患有成人隐匿性免疫性糖尿病的女性新鲜粪便样本中分离得到一株 B.wadsworthia,本文首先通过小鼠模型探究其致病性及可能的致病机制。 实验室前期工作表明在正常饮食条件下灌胃B. wadsworthia不能成功定植于SPF小鼠,因此在本研究中我们采用每天灌胃一次的方式,保证小鼠肠道内的B.wadsworthia活菌数量,结果显示,灌胃 B.wadsworthia8小时后能在小鼠粪便样本中检测到B.wadsworthia活菌,说明B. wadsworthia可以通过小鼠的消化道存活下来。连续7天灌胃B.wadsworthia导致实验组(BW组)小鼠的饮食量和饮水量均低于对照组(NC组),体重出现显著下降。实验结束后对小鼠进行解剖,采集并称量肝脏、脾脏、脂肪等组织重量,发现BW组小鼠的附睾脂肪、肠系膜脂肪和肾周脂肪重量显著低于NC组,而肝脏、脾脏重量却显著高于NC组,即出现肝脾肿大症状。两组小鼠的结肠长度及远端结肠HE染色结果无明显差异,说明灌胃B. wadsworthia并未引发小鼠患结肠炎。通过ELISA对小鼠血清中的多项免疫因子进行检测,结果显示,BW组小鼠血清中IL-6和SAA含量显著高于NC组。基于Illumina Miseq测序平台对不同时间点小鼠粪便样本中的菌群结构进行测序分析,发现灌胃B. wadsworthia并未导致小鼠肠道菌群结构发生显著变化,说明小鼠病理表型的出现可能源于B. wadsworthia自身或其代谢产物。 我们使用PacBio RSII平台对B.wadsworthia进行了全基因组测序,共拼接得到3个片段,总长度为4,348,406 bp,GC含量为59.67%。通过Prokka注释,共得到3755个编码序列、65个tRNA基因、1个tmRNA基因、12个rRNA基因、16个非编码RNA基因和286个信号肽基因。通过与KEGG、VFDB数据库进行比对,在B. wadsworthia基因组中发现了多个与人类疾病相关的基因和多种毒力因子相关基因。 无菌小鼠是探究特定微生物或微生物群落与宿主关系的良好模型。本研究对B. wadsworthia在无菌小鼠中的定植能力以及食物、细菌互作等因素对定植的影响进行了检测。结果显示,B.wadsworthia在正常饮食条件下不能定植于小鼠肠道;在高脂饮食条件下定植情况有所改善,粪便中的活菌检出率明显提高,但仍不能稳定定植于全部小鼠中;在高脂饮食条件下,若联合灌胃B. wadsworthia及其伴生菌E. coli,则B. wadsworthia和E.coli均可以稳定定植,说明E. coli可以帮助B.wadsworthia在无菌小鼠中定植。为进一步研究菌株B. wadsworthia与 E.coli之间的关系,我们在成分明确的培养基中单独或混合接种 B. wadsworthia与E. coli,B. wadsworthia的生长情况可通过培养基中硫化亚铁的生成量指征,即通过观察培养基颜色变化对 B. wadsworthia的生长情况进行评价,实验结果表明 E.coli的代谢产物可促进 B.wadsworthia的生长。 综上,本研究发现,B.wadsworthia能引起正常小鼠出现体重下降、脂肪积累减少、肝脾肿大和系统炎症,但小鼠的肠道菌群结构并未发生显著变化。此外,在B.wadsworthia全基因组序列中发现多个与致病性相关的基因,为进一步探究B.wadsworthia的致病机制奠定基础。通过无菌小鼠实验和体外共培养实验发现 E.coli可促进 B.wadsworthia的生长和在无菌小鼠中的定植,首次报道了 B.wadsworthia参与的细菌互作反应。