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浆果中含有大量具有生物活性的花色苷类物质,目前,花色苷已被证实具有改善宿主疾病状态和调节肠道微生态的潜力,然而关于锦葵色素-3-半乳糖苷(Malvidin-3-galactoside,M3G)对肠道菌群及菌群代谢功能的调节作用的研究尚不清晰。随着高通量测序技术的发展,越来越多的研究依靠高通量测序平台挖掘生物活性物质与宿主体内微生物之间的联系。近年来,宿主机体受损会导致肠道菌群失衡等现象被相继证实,因此探究M3G对HepG2细胞致损小鼠的肠道菌群及其菌群代谢功能的调节作用为寻找一种能够改善肠道健康的菌群调节剂或膳食补充剂提供了一定的理论基础。本研究先后探究了M3G对致损小鼠肝脏功能的调节作用,M3G对小鼠肠道菌群组成及丰度的影响以及M3G对小鼠肠道菌群代谢功能和菌群代谢KEGG通路中特定肠道微生物的改善作用。具体结论如下:1.测定小鼠平均饲料消耗量,体重,肿瘤质量,肿瘤体积增长趋势,肿瘤抑制率等基本指标,发现80 mg/kg的M3G提高了小鼠的平均日饲料消耗量,显著降低了体重的增长,肿瘤质量和肿瘤体积增长趋势。计算M3G对肿瘤增长的抑制率发现40 mg/kg M3G,80 mg/kg M3G和5-氟尿嘧啶(5-F)对肿瘤增长的抑制率分别为37.32%,46.13%和47.54%。收集小鼠的血清和肝脏组织,结果显示,模型组小鼠血清中丙氨酸转氨酶(ALT),天冬氨酸转氨酶(AST)和碱性磷酸酶(ALP)含量较高,M3G的补充显着降低了上述标记酶的水平。此外,我们还测定了一氧化氮(NO),超氧化物歧化酶(SOD),谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px),丙二醛(MDA)和诱导型一氧化氮合酶(iNOS)的含量,结果证明M3G对HepG2细胞致损小鼠的肝脏功能具有保护作用。2.应用16S rRNA高通量测序分析M3G对小鼠肠道菌群组成及丰度的调节作用,通过关键物种筛选,我们发现80 mg/kg M3G相比于40 mg/kg M3G在菌群丰度的调节上更具优势。前者促进了有益菌如S24-7菌,颤螺菌属(Oscillospira),瘤胃球菌科(Ruminococcaceae),瘤胃球菌属(Ruminococcus),阿克曼氏菌属(Akkermansia),梭菌目(Clostridiales)和普氏菌属(Prevotella)在小鼠肠道中富集(p<0.05),并显著降低了致病菌肠杆菌科(Enterobacteriaceae),肠球菌(Enterococcus),放线菌门(Actinobacteria)和梭菌属(Clostridium)等微生物的丰度(p<0.05)。同时,菌群代谢功能预测表明,高剂量M3G和化疗药物5-F均较好的调节了与疾病发展密切相关的菌群的丰度。通过宏基因组学分析M3G对种水平菌群分类组成的影响,结果发现模型组小鼠的粪便中富集了大量机会致病细菌和病原菌。模型组小鼠补充高剂量M3G后,种水平菌群的组成及丰度得到正向调节,如致病菌埃希氏杆菌属(Escherichia coli)和克雷白氏杆菌(Klebsieela)的丰度显著降低(p<0.05),而产丁酸艰难梭菌属(Clostridioides difficile)则显著富集(p<0.05)。3.通过宏基因组学分析了M3G对HepG2细胞致损小鼠肠道菌群KEGG代谢通路的改善作用,结果发现M3G通过提高功能代谢通路中的某些关键蛋白(porA、dlat、aceE、pc和ogdh)的表达水平,显著改善了菌群三羧酸循环的KEGG代谢通路。通过分析蛋白丰度表达与微生物群丰度之间的皮尔逊相关性发现补充M3G后,小鼠肠道中增加的Muribaculum intestinale可能是影响菌群三羧酸循环KEGG通路的重要菌群之一。此外,M3G还通过逆转几个关键功能基因(gad、rocF、sdhA/B和fadJ)的表达水平调节了牛磺酸、精氨酸和维生素B6的菌群KEGG代谢通路。