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纵向16S rRNA测序揭示小鼠肠道微生物群变化与非酒精性脂肪肝疾病进展之间的关系

文章名：Longitudinal 16S rRNA Sequencing Reveals Relationships among Alterations of Gut Microbiota and Nonalcoholic Fatty Liver Disease Progression in Mice

发表期刊：Microbiology  Spectrum

影响因子：9.043

发表时间：2022.06

研究方法：二代16S测序

摘要：

非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）是一种流行的进展性疾病谱，从非酒精性脂肪肝(NAFL)到非酒精性脂肪性肝炎（NASH），但目前还没有有效的治疗方法和有效的非侵入性诊断方法。肠道微生物群的纵向变化与NAFLD谱之间的具体关系尚不清楚。在本研究中，在小鼠中建立了一个渐进式的、以西方饮食（WD）喂养的NAFLD模型，重现了人类NAFLD的临床特征，其特征是异常的脂质积累、炎症、氧化损伤、激活的胆汁酸代谢和纤维化。随后，我们利用纵向16S rRNA测序来追踪肠道微生物群的变化，并研究它们与NAFLD进展的相互关系，并发现潜在的微生物生物标志物，用于临床NAFLD的无创诊断。

图1 用西方饮食喂养的小鼠的纵向肠道微生物群的改变

基于肝脏转录组和全长16S rRNA测序数据的整合研究微塑料诱导肝损伤和肠道菌群失调

文章名：Chronic exposure to polyvinyl chloride microplastics induces liver injury and gut microbiota dysbiosis based on the integration of liver transcriptome profiles and full-length 16S rRNA sequencing data

发表期刊：Science of The Total Environment

影响因子：10.753

发表时间：2022.05

研究方法：转录组+全长16S

摘要：

微塑料（MPs）已成为有害的环境污染物，其对生物体的潜在毒性已引起了广泛的关注。然而，聚氯乙烯MPs（PVC-MPs）对小鼠肝脏的影响及其相关机制尚不清楚。将雄性小鼠暴露于2μm PVC-MPs（0.5 mg/day）60天，处死，采集其肝脏、血液和肠道粪便进行检测,分别对肝组织和粪便样本进行RNA测序和全长16S rRNA测序分析，结果显示：PVC-MPs暴露小鼠血清丙氨酸转氨酶（ALT）和天冬氨酸转氨酶（AST）水平明显高于对照组，提示肝组织病理学改变为肝损伤。此外，暴露于PVC-MPs后，血清和肝脏甘油三酯（TG）和总胆汁酸（TBA）水平均降低。小鼠肝组织RNA测序共鉴定出1540个相关的差异表达基因（DEGs），包括脂质代谢途径、氧化应激和磷酸肌醇3激酶（PI3K）/蛋白激酶B（Akt）信号通路，这些DEGs在小鼠肝脏中富集。对小鼠粪便样本中肠道微生物群的全长16S rRNA序列测序分析显示，PVC-MPs暴露降低了益生菌的相对丰度，增加了条件致病菌的丰度。总之，慢性PVC-MPs暴露会引起肝毒性和肠道微生物。

图2 各试验组间差异表达基因（DEGs）的分析

综合16S rRNA和宏基因组数据分析衰老和回春小鼠模型的肠道微生物

文章名：Comprehensive 16S rRNA and metagenomic data from the gut microbiome of aging and rejuvenation mouse models

发表期刊：Scientific Data

影响因子：8.501

发表时间：2022年5月

研究方法：二代16S+二代宏基因组

摘要：

肠道微生物群与宿主的健康和寿命有关。一些方法，如粪便微生物群移植和口服益生菌，已被应用于改变肠道微生物群和促进健康衰老。人们对宿主微生物群系的变化仍然知之甚少。在这里，我们描述了小鼠衰老模型中结肠样本中肠道微生物群落的变化及其功能潜力。实验通过四种模式实现了这一目标，包括共住、血清注射、异菌共生和口服Akkermansia muciniphila作为益生菌。该数据集包括16S rRNA测序（362,492,00对reads，107个测序数据）和宏基因组测序数据（307,194,369对reads，109个测序数据），描述了细菌群落的分类及其在衰老和年轻化过程中的功能潜力。所生成的数据扩展了与衰老和年轻化相关的肠道微生物群的资源，并为制定治疗策略的研究提供了一个有用的数据集。

图3 16S rRNA文库质量概述

文章名：Longitudinal 16S rRNA gut microbiota data of infant triplets show partial susceptibility to host genetics

发表期刊：iScience

影响因子：6.107

发表时间：2022年3月

研究方法：二代16S

摘要：

宿主遗传学是否在婴儿肠道微生物群的发育中起作用的问题，目前还没有明确的答案。为了进一步阐明这个问题，科研人员分析了1至36个月大的剖腹产婴儿的99个有效粪便样本的16S rRNA扩增子序列。Beta多样性分析表明：同卵双胞胎比同卵双胞胎的兄弟姐妹更相似。同卵双胞胎也倾向于在它们之间共享更多的扩增子序列变体。遗传力分析表明：Bacteroides和Veillonella对宿主遗传特别敏感。我们得出结论，婴儿肠道微生物群的发育受宿主遗传学的影响，但这种影响是微妙的，并且可能在生命早期的有限时间段内仅影响某些细菌类群。

图4  MZs在beta多样性方面更相似

人类微生物组分析是对人体表面及体内微生物群落的研究，旨在了解微生物对健康和疾病的影响。

传统的检测方法需要培养和分离单个生物，然后进行表型或基因型分析，这种微生物学技术不仅费时耗力且无法在单个样本中进行微生物群落分析。通过微生物测序，进行微生物群落结构多样性分析，微生物群体基因组成及功能分析及特定环境相关代谢通路分析等，从而进一步发掘和研究具有应用价值的基因及环境中微生物群落内部关系、微生物与环境间的相互关系。构建环境微生物基因集，可为肠道微生物的研究、开发和利用提供基因资源库。