不同环境微生物暴露对小鼠生命早期肠道菌群定植的影响

为了探讨不同环境微生物暴露对生命早期小鼠肠道菌群定植的影响，东南大学附属中大医院谢佳丽， 金雯， 等选取无特殊病原体6~8周BALB/c小鼠24只（雌16只，雄8只），雌雄2︰1合笼，受孕后按子代不同时期（胎儿期、哺乳期、儿童期）的饲养环境分为4组。A组：胎儿期、哺乳期、儿童期均于清洁环境中饲养；B组：胎儿期、哺乳期于清洁环境中饲养，儿童期于普通环境中饲养；C组：胎儿期于清洁环境中饲养，哺乳期、儿童期于普通环境中饲养；D组：胎儿期、哺乳期、儿童期均于普通环境中饲养。采集小鼠生后3周末和5周末粪便样本，提取样本细菌总DNA，采用Illumina MiSeq高通量测序仪对细菌的16S rDNA V4区进行测序及生物信息学分析。采用Kruskal-Wallis及Dunn-Bonferroni检验进行统计学分析。

结果表明，生后3周末：（1）物种组成分析：①门水平：4组间厚壁菌门、疣微菌门、变形菌门和放线菌门相对丰度比较，差异均有统计学意义（P值均<0.05）；A和B组厚壁菌门相对丰度分别低于C和D组[30.876（23.448~41.218）×10－2、3.317（1.116~4.641）×10－2与71.936（53.587~86.713）×10－2、79.105（56.305~82.736）×10－2]，而疣微菌门、变形菌门相对丰度高于C和D组[疣微菌门：17.249（9.748~35.106）×10－2、58.883（0.017~6.047）×10－2与0.152（0.066~1.890）×10－2、0.003（0.000~0.016）×10－2；变形菌门：12.640（0.336~15.070）×10－2、3.653（3.362~4.596）×10－2与0.219（0.134~0.325）×10－2、0.124（0.116~0.165）×10－2]，差异均有统计学意义（P值均<0.05或0.01）；②属水平：4组间乳酸杆菌属、阿克曼菌属、拟杆菌属等相对丰度比较差异均有统计学意义（P值均<0.01）；A和B组乳酸杆菌属相对丰度低于C和D组[19.283（8.618~31.541）×10－2、0.339（0.264~22.278）×10－2与58.414（34.874~71.942）×10－2、66.007（55.141~76.940）×10－2]，而阿克曼菌属、拟杆菌属、克雷伯杆菌属相对丰度高于C和D组[阿克曼菌属：17.247（9.748~35.106）×10－2、58.883（0.017~60.475）×10－2与0.152（0.066~1.890）×10－2、0.003（0.000~0.017）×10－2；拟杆菌属：3.978（0.683~25.171）×10－2、8.216（6.023~9.946）×10－2与0.141（0.061~0.281）×10－2、0.568（0.149~1.455）×10－2；克雷伯杆菌属：0.209（0.050~8.888）×10－2、1.402（0.865~1.692）×10－2与0.003（0.000~0.039）×10－2、0.000（0.000~0.001）×10－2]，差异均有统计学意义（P值均<0.05或<0.01）。（2）α多样性分析：4组间操作分类单位（operational taxonomic unit，OTU）数量、Chao1指数比较差异有统计学意义（P值均<0.05），Shannon指数差异无统计学意义（P值>0.05）；A和B组OTU数量低于D组[246（221~348）和257（209~280）与387（324~478），P值分别为0.045和0.0082]。2、生后5周末：（1）物种组成分析：①门水平：4组间厚壁菌门、疣微菌门、变形菌门相对丰度比较差异有统计学意义（P值均<0.05或0.01）；A组厚壁菌门相对丰度低于B、C和D组[13.765（64.181~24.238）×10－2与48.912（37.280~59.466）×10－2、86.065（50.149~89.856）×10－2、53.847（31.946~72.936）×10－2]，而疣微菌门相对丰度高于B、C和D组[58.089（22.459~61.285）×10－2与0.001（0.000~0.005）×10－2、0.000（0.000~0.001）×10－2、0.003（0.000~0.006）×10－2]，差异均有统计学意义（P值均<0.05或0.01）；②属水平：4组间乳酸杆菌属、阿克曼菌属相对丰度比较差异均有统计学意义（P值均<0.01）。A组乳酸杆菌属相对丰度低于B、C和D组[1.755（0.805~8.833）×10－2与26.391（17.550~37.265）×10－2、70.688（45.713~77.953）×10－2、28.675（15.660~57.224）×10－2]，而阿克曼菌属相对丰度高于B、C和D组[58.089（22.460~61.285）×10－2与0.000（0.000~0.006）×10－2、0.000（0.000~0.001）×10－2、0.003（0.000~0.006）×10－2]，差异均有统计学意义（P值均<0.05或0.01）。（2）α多样性分析：4组间OTU数量、Chao1指数、Shannon指数比较差异均有统计学意义（P值均<0.05或0.01）；A组OTU数量低于B、C、D组[268（241~410）与438（380~516）、562（533~588）、546（473~599）]，B组OTU数量、Chao1指数、Shannon指数均低于C和D组[OTU数量：438（380~516）与562（533~588）、546（473~599）；Chao1指数：1 033（883~1 181）与1 285（1 220~1 338）、1 328（1 155~1 516）；Shannon指数：3.85（3.25~4.50）与4.28（3.30~5.11）、4.17（3.62~4.38）]，差异有统计学意义（P值均<0.05或0.01）。

不同环境微生物暴露会影响生命早期小鼠肠道菌群的多样性与结构；环境清洁度越高，肠道菌群多样性越低，菌群结构组成也有一定差异；哺乳期可能是肠道菌群定植的重要"时间窗"。(生物谷Bioon.com）

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