慢性砷暴露對(duì)小鼠腸道菌群的影響及?；撬岬淖饔?pdf

1、研究背景：
　　砷是存在于自然界中的一種常見有毒非金屬，在巖石、土壤、水和空氣中均有分布。慢性砷中毒會(huì)引起貧血、感覺運(yùn)動(dòng)周圍神經(jīng)病變、心血管功能受損等臨床癥狀，還與很多疾病有關(guān)，例如動(dòng)脈粥樣硬化、膀胱癌、肝癌、腎癌、肺癌等[1]。人類腸道中微生物數(shù)目大概為體細(xì)胞數(shù)的十倍之多，總數(shù)龐大的腸道菌群功能越發(fā)多樣，參與很多人體正常的生理代謝活動(dòng)并維持腸道內(nèi)外穩(wěn)態(tài)平衡，同時(shí)腸道菌群也容易被有毒物質(zhì)、飲食、細(xì)菌或病毒、抗生素、外界環(huán)境等因素影

2、響[2]。腸道菌群能夠通過一系列的氧化還原反應(yīng)代謝來轉(zhuǎn)化有害物質(zhì)帶來的損傷[3]，目前胃腸道中的砷代謝研究并不清晰。高通量測(cè)序技術(shù)是將某一目的基因或基因組序列測(cè)序，進(jìn)行文庫信息比對(duì)確定分類學(xué)組成和相對(duì)豐度的概況，能夠分析所有可擴(kuò)增出的基因序列所含有的信息，應(yīng)用于腸道菌群的分類學(xué)測(cè)定可克服傳統(tǒng)細(xì)菌培養(yǎng)某些厭氧菌不能被分離而無法定性分類的缺點(diǎn)，并且準(zhǔn)確性提高能夠完整的反映整個(gè)群落結(jié)構(gòu)信息，耗時(shí)短，工作量小。ars1操縱子在砷氧化反應(yīng)中是不可

3、或缺的，acr3基因編碼的兩種不同的Acr3反向轉(zhuǎn)運(yùn)體acr3-1和acr3-2定位于ars兩個(gè)不同的操縱子[4]，所以推測(cè)acr3-1和acr3-2基因的表達(dá)可能與砷抗性有關(guān)。?；撬崾且粋€(gè)結(jié)構(gòu)簡單的β氨基酸，有研究顯示?；撬嶙鳛榍绑w參加代謝活動(dòng)，有抗氧化作用、與異生物質(zhì)結(jié)合等作用[5]，利用?；撬岬目寡趸蕴骄科渑c砷的氧化是否有影響作用，并且?；撬岜旧韺?duì)腸道菌群是否有影響也未明確定論，有研究顯示?；撬嵩黾幽c道有益菌的豐度，減少腸道有害

4、菌的數(shù)量，增加短鏈脂肪酸的含量，降低脂多糖的濃度，對(duì)腸道健康有積極的影響[6]，因此本文在腸道菌群探索?；撬崾欠衲軌虻挚股檠趸牟焕绊?。
　　目的：
　　探討慢性砷暴露對(duì)小鼠腸道菌群的影響及?；撬釋?duì)砷暴露腸道菌群的影響。
　　方法：
　　1.成年雄性昆明小鼠，體重18-22g左右，20只，分為四組，每組五只。對(duì)照組給予純凈水飲用，砷處理組飲用水中添加4mg/L三氧化二砷（As2O3），牛磺酸組給予?；撬峁辔?5

5、0mg/kg體重，每周兩次，砷加牛磺酸組飲用水中給予4mg/L As2O3并且給予?；撬峁辔?50mg/kg體重，每周兩次。
　　2.分別在四個(gè)月時(shí)收集小鼠新鮮糞便，對(duì)糞便基因組的總DNA進(jìn)行抽提，測(cè)定純度及基因組的完整性。
　　3.用提取的細(xì)菌DNA進(jìn)行PCR擴(kuò)增16s rDNA V4區(qū)基因組DNA。
　　4.16s rDNA高度可變區(qū)高通量測(cè)序分析腸道菌群的組成。
　　5.實(shí)時(shí)定量PCR分析與抗砷性有關(guān)的基因

6、acr3-1和acr3-2拷貝變化。
　　結(jié)果：
　　1.砷處理組、砷加?；撬崽幚斫M和?；撬峤M在總體群落多樣性程度和豐富度水平上與對(duì)照組均無顯著性差異。在三個(gè)處理組中擬桿菌門的豐度增加，且牛磺酸組增加最多。厚壁菌門的百分比在三組中均有所降低，?；撬峤M厚壁菌門的百分比降低較兩外兩組多。變形菌門的百分比在三個(gè)處理組中均降低，且砷和牛磺酸共同作用組降低略多，可能是由于砷和?；撬峋軐?dǎo)致變形菌門的降低，共同作用的結(jié)果。毛螺菌科在砷暴

7、露組百分比降低。葡萄球菌屬、矮椰子菌屬、糖多孢菌屬、顆粒鏈球菌屬、Turicibacter和密螺旋菌屬百分比在含砷組均有顯著性的降低，并且在砷加?；撬峤M中均恢復(fù)。脫硫弧菌屬百分比在牛磺酸組顯著降低。黃桿菌屬百分比在砷組顯著升高，在砷加牛磺酸得以恢復(fù)，而牛磺酸單獨(dú)作用組黃桿菌屬的百分比增加。四個(gè)組百分比較高的群落代謝功能沒有顯著性的改變。
　　2.經(jīng)慢性砷暴露處理后小鼠acr3-2基因的拷貝數(shù)與對(duì)照組相比有顯著的下降，加入牛磺酸后a

8、cr3-2基因拷貝數(shù)恢復(fù)到正常水平。acr3-1基因的拷貝數(shù)與對(duì)照組相比無顯著性差異。
　　結(jié)論：
　　1．4mg/L三氧化二砷暴露對(duì)昆明小鼠腸道菌群總體的多樣性和豐富度水平無顯著影響。
　　2．牛磺酸對(duì)砷導(dǎo)致的葡萄球菌屬、矮椰子屬、糖多孢菌屬、顆粒鏈球菌屬、Turicibacter和密螺旋菌屬的豐度降低有恢復(fù)作用。
　　3．牛磺酸可降低腸道致病菌脫硫弧菌屬的豐度。
　　4．慢性砷暴露導(dǎo)致acr3-2基因拷